Las futuras misiones espaciales podrían tener nuevas opciones abiertas por la tecnología nuclear, dijeron los expertos que asistieron a un evento del Organismo Internacional de Energía Atómica.

Ilustración de un hábitat de tránsito de Marte y sistema de propulsión nuclear (Imagen: NASA)

"La tecnología nuclear ha desempeñado durante mucho tiempo un papel vital en importantes misiones espaciales, pero las misiones futuras podrían depender de sistemas de energía nuclear para un espectro mucho más amplio de aplicaciones: nuestro camino hacia las estrellas pasa a través del átomo", dijo Mikhail Chudakov, director general adjunto del OIEA.

Pronunció una alocución en el evento virtual del OIEA titulado Atoms for Space: Nuclear Systems for Space Exploration, al que asistieron 500 personas de 66 países.

"Las misiones interplanetarias tripuladas del futuro casi con certeza requerirán sistemas de propulsión con niveles de rendimiento que superen en gran medida los de los mejores motores químicos de hoy", dijo William Emrich, ex ingeniero principal del proyecto en la NASA.

Hui Du del Instituto de Ingeniería de Sistemas de Naves Espaciales de Pekín, citando un estudio de la Academia China de Tecnología Espacial, dijo: "Para las misiones espaciales que necesitan una alta producción de energía eléctrica, como una misión humana a Marte o transbordadores espaciales, un sistema de energía basado en reactores de fisión puede ser una opción muy competitiva".

¿Cuáles son las opciones de energía nuclear?

Una opción es la propulsión térmica nuclear (NTP), que es donde un reactor de fisión nuclear calienta un propelente líquido, como el hidrógeno, convirtiéndolo en un gas que se expande a través de una boquilla para proporcionar empuje y propulsar una nave espacial. En comparación con los cohetes químicos tradicionales, esto podría reducir el tiempo de viaje a Marte hasta en un 25%.

Otra opción es la propulsión nuclear eléctrica (NEP), donde la energía térmica del reactor se convierte en energía eléctrica. El empuje de este método es menor pero continuo y con una eficiencia de combustible mucho mayor, tiene velocidades más altas y podría reducir en un 60% el tiempo de viaje a Marte de los cohetes químicos tradicionales.

También se están llevando a cabo trabajos de investigación sobre posibles cohetes de fusión nuclear que dispondrían de un motor de fusión directa (DFD) que convertiría directamente en propulsión la energía de las partículas cargadas producidas en las reacciones de fusión.

Stephanie Thomas, vicepresidenta de Princeton Satellite Systems, que está desarrollando un concepto de cohete de fusión, dijo: "Un DFD puede producir energía específica varios órdenes de magnitud más alta que otros sistemas, reduciendo los tiempos de viaje y aumentando las cargas útiles, lo que nos permite llegar a destinos en el espacio profundo mucho más rápido".

¿Qué pasa con otros usos de la energía nuclear en el espacio?

Además de proporcionar empuje para los cohetes, también existe la necesidad de energía eléctrica a bordo y los reactores nucleares también podrían utilizarse para proporcionar energía a los astronautas para misiones exploratorias prolongadas o comunidades a largo plazo en otros planetas.

"El enfoque prioritario de la NASA sigue siendo el diseño, construcción y demostración de un sistema de energía superficial de fisión de uranio poco enriquecido que tiene amplias aplicaciones para la iniciativa de la superficie lunar, así como nuestra eventual misión a Marte con los seres humanos, escalable a niveles de potencia por encima de 100 kWe, y tiene el potencial de avanzar en las necesidades del sistema NEP", dijo Anthony Calomino, gerente de cartera de tecnología nuclear espacial en la NASA.

"El uso de reactores de fisión nuclear, que llevan a cabo reacciones en cadena continuas durante muchos años, es inevitable tanto para la propulsión espacial como para la energía extraterrestre en la superficie", dijo Vivek Lall, director ejecutivo de General Atomics Global Corporation.

Las Naciones Unidas también han estado examinando cuestiones de seguridad

En una reunión del subcomité científico y técnico de la Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de las Naciones Unidas se examinó la cuestión de la tecnología nuclear en el espacio y su posible utilización para diversos fines y posiblemente por entidades comerciales y Estados nacionales.

En un documento de trabajo presentado a la Comisión sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos, preparado por el Reino Unido y la Agencia Espacial Europea, se señala que, desde 2010, el grupo de trabajo de la subcomisión ha logrado "promover la utilización segura de las aplicaciones de las fuentes de energía nuclear en el espacio ultraterrestre entre los Estados interesados en la utilización de esas aplicaciones".

Pero añade que "el sector espacial internacional está evolucionando … Las entidades comerciales privadas están interesadas en la utilización de fuentes de energía nuclear en el espacio y están empezando a proponer y participar en el desarrollo y la utilización de fuentes de energía nuclear en el espacio ".

"El posible uso futuro de reactores nucleares en el marco de instalaciones humanas a largo plazo plantea una serie de nuevas cuestiones relacionadas con la seguridad".

Propone un foro internacional para "reunir e intercambiar información sobre planes y proyectos de desarrollo y utilización de fuentes de energía nuclear en el espacio por nuevos agentes, incluidas entidades comerciales".

En un proyecto de informe publicado después de una reunión celebrada a principios de este mes, el subcomité también añade que "se expresó la opinión de que era responsabilidad de los Estados velar por que las fuentes de energía nuclear en el espacio ultraterrestre se utilizaran estrictamente con fines pacíficos, evitando a toda costa la colocación en órbita terrestre de cualquier objeto portador de armas nucleares o de cualquier otro tipo de arma de destrucción en masa, Así como evitar a toda costa el emplazamiento de tales armas en cuerpos celestes y el emplazamiento de armas en el espacio ultraterrestre en cualquier otra forma. "

Añadió: "El subcomité acogió con beneplácito el hecho de que algunos Estados y una organización internacional intergubernamental estuvieran elaborando, o estudiando la posibilidad de elaborar, instrumentos jurídicos y reglamentarios sobre la utilización segura de las fuentes de energía nuclear en el espacio ultraterrestre, teniendo en cuenta el contenido y los requisitos de los Principios pertinentes a la utilización de fuentes de energía nuclear en el espacio ultraterrestre y del Marco de seguridad relativo a las aplicaciones de las fuentes de energía nucleares al espacio ultraterrestre, Que fue elaborado conjuntamente por el Subcomité y el Organismo Internacional de Energía Atómica. "

Investigado y escrito por World Nuclear News