Novo motor nuclear pode acelerar viagens espaciais
O Escritório de Projetos de Propulsão Nuclear Espacial do Centro de Voo Espacial Marshall (MSFC), da NASA, recebeu de um convênio de universidades norte-americanas um novo conceito de motor aeroespacial. Trata-se de um motor de propulsão térmica nuclear movido a combustível líquido (NTP) com potencial de revolucionar as viagens espaciais.
O convênio tem foco no desenvolvimento de novas tecnologias aeroespaciais e é formado por integrantes da Universidade do Alabama em Huntsville, da Universidade de Rhode Island, da Universidade de Drexel, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, da Universidade Estadual da Pensilvânia e da Universidade de Michigan.
O motor possui um núcleo de urânio que prove a energia necessária para aumentar a temperatura do hidrogênio líquido. Enquanto é movimentado e expandido, o combustível tem a sua temperatura elevada a níveis altíssimos, sem ocorrer combustão, dentro de uma bolha centrífuga que circunda o núcleo de urânio.
No projeto, o hidrogênio passa por uma rápida movimentação por poros das paredes que circundam a bolha e, em expansão rápida, é expelido por um bocal, gerando o impulso que movimenta a nave.
O Dr. Dale Thomas, da Universidade do Alabama, um dos líderes do convênio apresentou alguns esclarecimentos acerca do projeto. Segundo ele, os motores tradicionais geram mais empuxo, mas menos impulso.
“Nos motores a combustão convencionais, as moléculas resultantes da queima do líquido são muito mais pesadas do que as moléculas expelidas pelos combustíveis sólidos e a expulsão das mesmas gera um impulso menor que no motor NTP. (…) Se o propulsor for expulso com mais energia e em temperaturas mais altas, maior será o impulso gerado”.
Acerca das vantagens do novo conceito de motor, o Dr. Dale Thomas foi claro: “o nosso projeto está nas etapas iniciais. A ciência por trás desses motores foi bem estudada, contudo os desafios da engenharia por trás do conceito impediu a realização dos projetos anteriores. Nós estamos tentando construir um protótipo do motor com a tecnologia que temos à nossa disposição”.
Segundo os pesquisadores, uma das maiores dificuldades é encontrar materiais que suportem o contato com o núcleo de urânio pelos poros do motor e consigam realizar as trocas de calor e energia adequadamente. O Dr. Dale Thomas apontou que o trabalho da Universidade do Alabama tem como foco três áreas.
“A primeira parte trata do planejamento e da análise da termodinâmica da troca de calor do urânio líquido e dos gases de hidrogênio. Na segunda parte, projetaremos e analisaremos o comportamento dos gases no interior do motor, enquanto na terceira parte confirmaremos o funcionamento por meio de experimentos práticos”.
O Dr. Dale Thomas também falou sobre a aplicação do motor do cenário atual das viagens espaciais.
“Estamos participando de diversas missões buscando apontar todas as aplicações dos motores movidos a combustíveis sólidos, além das viagens tripuladas a Marte. (…) O nosso trabalho indica que serão abertas novas rotas diretamente aos planetas mais distantes do sistema solar e, até mesmo, às luas de Júpiter, para missões não tripuladas”.
A tecnologia de propulsão atualmente empreendida depende de alinhamentos planetários para a utilização dos campos gravitacionais como auxílio nas viagens espaciais. O Dr. Dale Thomas apontou uma das principais vantagens do modelo de propulsão com o motor nuclear apresentado:
“Os alinhamentos utilizados ocorrem somente em espaços de anos (…) Com a aplicação dos motores de combustíveis sólidos, talvez se abram rotas diretas até o Cinturão de Kuiper”.
As falas do Dr. Dale Thomas evidenciam a proporção da possível evolução das viagens espaciais sem o auxílio de alinhamentos planetários, uma vez que o Cinturão de Kuiper fica a 4,4 trilhões de quilômetros do nosso Sol e dificilmente seria alcançado rapidamente com a tecnologia atualmente utilizada.
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