Foguete movido a energia nuclear pode levar astronautas a Marte mais rápido

Até 2035, a Nasa quer levar humanos em Marte. Mas chegar ao planeta vermelho, em média a cerca de 140 milhões de quilômetros de distância, será um feito gigantesco.

Mais frio que a Antártica e com pouco ou nenhum oxigênio, Marte é um ambiente hostil. Quanto mais tempo os astronautas levam para chegar lá e quanto mais tempo eles ficam, mais eles correm riscos.

É por isso que os cientistas estão procurando maneiras de reduzir o tempo de viagem. A empresa Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech), sediada em Seattle, propôs uma solução: um motor de propulsão térmica nuclear (NTP) que poderia levar humanos da Terra a Marte em apenas três meses.

Atualmente, a viagem mais curta possível para uma espaçonave não tripulada é de sete meses, mas uma missão tripulada deve levar pelo menos nove meses.

Michael Eades, diretor de engenharia da USNC-Tech, diz que os foguetes movidos a energia nuclear seriam mais potentes e duas vezes mais eficientes que os motores químicos usados hoje, o que significa que eles poderiam viajar mais longe e mais rápido, enquanto queimam menos combustível.

“A tecnologia nuclear expandirá o alcance da humanidade além da órbita baixa da Terra e no espaço profundo”, disse ele à CNN.

Além de permitir a viagem espacial humana, pode abrir espaço para oportunidades de negócios galácticos, diz ele.

Viagem espacial mais rápida

A maioria dos foguetes hoje é movida por motores químicos. Isso poderia levar humanos a Marte, mas levaria muito tempo – pelo menos três anos para uma viagem de ida e volta – diz Jeff Sheehy, engenheiro-chefe do Diretório de Missão de Tecnologia Espacial da Nasa.

A agência espacial americana quer chegar lá mais rápido, para minimizar o tempo da tripulação no espaço sideral, diz ele. Isso reduziria sua exposição à radiação espacial, que pode causar problemas de saúde, incluindo enjoo por radiação, aumento do risco de câncer ao longo da vida, efeitos no sistema nervoso central e doenças degenerativas.

Também diminuiria o risco geral da missão. “Quanto mais tempo você fica lá fora, mais tempo há para que as coisas dêem errado”, acrescenta.

É por isso que a agência espacial está procurando desenvolver foguetes movidos a energia nuclear. Um sistema termonuclear (NTP) usa um reator nuclear para gerar calor a partir de um combustível de urânio. Essa energia térmica aquece um propelente líquido, geralmente hidrogênio líquido, que se expande em gás e é disparado pela extremidade posterior, produzindo impulso.

Foguetes NTP produzem duas vezes mais impulso por unidade de propelente do que um sistema químico – o que é como dizer que “duplica as milhas por galão”, diz Sheehy. Isso significa que a tecnologia pode levar os astronautas a Marte e voltar em menos de dois anos.

No entanto, um dos principais desafios para construir um motor NTP é encontrar um combustível de urânio que possa resistir às altas temperaturas dentro de um motor térmico nuclear.

A USNC-Tech afirma ter resolvido esse problema desenvolvendo um combustível que pode operar em temperaturas de até 2.700 graus Kelvin (cerca de 2.400 graus Celsius). O combustível contém carboneto de silício, material usado na blindagem de tanques, que forma uma barreira hermética que impede o escape de produtos radioativos do reator nuclear, protegendo os astronautas.

Junto com outras empresas que desenvolvem tecnologia semelhante, a USNC-Tech apresentou seu desenvolvimento à Nasa.

Embora Sheehy não quisesse comentar sobre as especificações de nenhum projeto individual, ele disse que os desenvolvimentos mostram que os motores nucleares são viáveis e poderiam ser “uma boa escolha para a exploração humana em Marte”.

Foto: USNC-Tech NTP

A opção nuclear é segura?

Missões mais curtas limitariam a exposição da tripulação à radiação espacial, mas ainda há preocupação com a radiação emitida pelo reator nuclear dentro da espaçonave.

Isso seria mitigado pelo design do foguete, explica Eades. Os propelentes líquidos – armazenados entre o motor e a área da tripulação – bloqueiam as partículas radioativas, agindo como “um escudo de radiação tremendamente bom”, diz ele.

A distância entre a tripulação e o reator também fornece uma proteção, diz Sheehy, e qualquer projeto de NTP colocaria os alojamentos na outra extremidade do foguete para o reator.
Para proteger as pessoas no solo, a espaçonave NTP não decolaria diretamente da Terra, acrescenta Sheehy. Em vez disso, um foguete químico normal o colocaria em órbita e só então dispararia seu reator nuclear.

Uma vez em órbita, pode causar poucos danos, diz ele, já que as explosões e a radiação térmica não podem se mover através do vácuo.

Se o desastre ocorresse e o reator do foguete se partisse, os pedaços não pousariam na Terra – ou em qualquer outro planeta – por dezenas de milhares de anos, diz ele. A essa altura, a substância radioativa teria “decaído naturalmente ao ponto de não ser mais perigosa”.

Exploração espacial

Embora a meta atual da USNC-Tech para uma viagem só de ida seja de cinco a nove meses, a tecnologia movida a energia nuclear tem o potencial de reduzir as viagens da Terra a Marte para apenas 90 dias, diz Eades.

Esses tempos de jornada mais rápidos podem abrir uma grande variedade de oportunidades. A USNC-Tech espera desenvolver sua tecnologia para agências governamentais como a NASA e o Departamento de Defesa, e para o mercado espacial comercial. A empresa afirma que seu conceito pode ajudar a impulsionar o turismo espacial e “serviços de logística orbital rápida”, como o transporte de satélites ou o fornecimento de espaçonaves capazes de consertar satélites no espaço.

Sheehy concorda que foguetes movidos a energia nuclear serão a chave para a abertura do sistema solar, mas adverte que pode levar pelo menos duas décadas para que sejam amplamente usados. Numerosas demonstrações e testes precisariam ser realizados antes que uma tripulação fosse enviada a Marte em um foguete NTP, diz ele.

“Ninguém jamais pilotou propulsão nuclear”, diz ele. “Acho que vai ter que voar algumas vezes … antes que alguém venda passagens.”