La NASA está desarrollando un reactor nuclear que permitirá proporcionar energía de forma segura, y eficiente, para las misiones a largo plazo en la Luna y en Marte. Algo que será una parte esencial para garantizar el funcionamiento del programa Artemisa, por ejemplo, que busca permitir una presencia permanente en el satélite…
Un reactor nuclear desarrollado por NASA para los próximos grandes proyectos
En los próximos años, diferentes agencias espaciales de todo el mundo, así como sus respectivos socios comerciales, quieren desarrollar misiones tripuladas a la Luna y a Marte. No solo se busca que el ser humano los visite de forma limitada. En el caso de la Luna se quiere regresar para tener una presencia permanente a largo plazo. En el caso del planeta rojo, aunque las primeras misiones serán únicamente visitas breves, también se persigue el mismo objetivo. El futuro del ser humano pasa por establecer su presencia más allá de la Tierra.
Para poder convertirlo en una realidad, se están llevando a cabo diferentes proyectos e investigaciones. Todas persiguen el mismo objetivo, conseguir que esas misiones sean lo más autosuficientes posible, en términos de recursos, materiales y energía. Aquí es donde entra en escena el Programa de Fisión en Superficie (FSP por las siglas de Fission Surface Power), para garantizar que todas las misiones tienen la energía necesaria para llevar sus operaciones a buen puerto. El sistema proporcionará energía de forma segura, eficiente y fiable.
Junto a células solares, baterías y células de combustible, el reactor nuclear de NASA permitirá que se puedan llevar a cabo misiones a largo plazo, en la Luna y Marte, en un futuro cercano. Desde la agencia espacial estadounidense se destaca que será una parte esencial del programa Artemisa, que busca crear un programa de exploración sostenible en la luna. Es decir, hace falta establecer la infraestructura necesaria. Cosas como la Plataforma Lunar (donde las naves se acoplarán y repostarán) y el Campamento Base de Artemisa en la superficie…
Una base que necesitará mucha energía
Esas instalaciones necesitarán una gran cantidad de energía, para permitir a los astronautas recargar róvers, llevar a cabo experimentos y producir los recursos necesarios. Agua, combustible, materiales de construcción y oxígeno a partir de los recursos naturales del satélite. Es un proceso conocido como ISRU (por las siglas de In-Situ Resource Utilization, uso de recursos in-situ). Jim Reuter, administrador asociado de NASA para el Directorado de Misión de Tecnología Espacial (STMD), que proporciona los fondos para el proyecto de fisión en superficie, también ha hablado al respecto.
Ha explicado que la abundancia de energía será imperativa en la exploración espacial futura. Los sistemas de fisión, a su parecer, serán un gran beneficio para alimentar las instalaciones de la Luna y marte. Quizá hasta permitan innovar en el uso de esta fuente de energía en la Tierra. El concepto se apoya en el proyecto Kilopower de NASA. Busca crear un reactor nuclear (un sistema de fisión) pequeño, ligero, que pueda proporcionar hasta 10 kilovatios de energía, de manera continuada, durante al menos diez años. El proyecto terminó en marzo de 2018.
Permitió el desarrollo del prototipo KRUSTY. Estaba formado por un núcleo de reactor de uranio-235 (con el tamaño de un rollo de papel higiénico) y un sistema de tuberías de calor de sodio pasivas para transferir el calor generado por las lentas reacciones de fisión. De allí era enviado a motores Stirling, de gran eficiencia, convirtiendo ese calor en energía. Apoyándose en este éxito, la NASA se ha asociado con el Departamento de Energía de Estados Unidos para desarrollar un proyecto similar para el Programa Artemisa que apunta a 2030.
Habrá que esperar una buena temporada…
Se espera que la demostración tecnológica, de este proyecto, se lleve a cabo a principios de la década de 2030. Para ese entonces, se espera enviar un reactor a la Luna, para probar su rendimiento en condiciones lunares. El pasado 19 de noviembre de 2021, la NASA y el Departamento de Energía enviaron una solicitud a compañías estadounidenses para conceptos de diseño para un sistema de fisión. Debería estar listo para su lanzamiento en una década, para la demostración de su funcionamiento en la Luna y se indicaba los requisitos a cumplir.
Debería consistir en un núcleo de reactor alimentado por uranio, un sistema de conversión de energía, un sistema de gestión térmica y un sistema de gestión y distribución de energía. Debería tener una capacidad de, como mínimo, 40 kilovatios de energía eléctrica continua al final de su vida. Junto a métodos convencionales, los reactores de fisión compactos, y ligeros, son vistos como algo ideal para dar energía a la exploración lunar. Los sistemas de fisión son capaces de trabajar, de forma fiable y continúa, en la sombra permanente de los cráteres lunares.
Allí, en los cráteres de la Cuenca Aitken-Polo Sur, las condiciones para obtener energía pueden ser tremendas. No hay que olvidar que, en cualquier lugar, la noche lunar dura 14 días terrestres. Por lo que, en esas jornadas, la energía solar queda fuera de alcance. De ahí que un reactor nuclear sea muy atractivo para la NASA. El sistema que imagina la agencia espacial dará, como mínimo, 40 kilovatios de energía. Suficiente para alimentar, de forma continua, a 30 hogares en la Tierra durante diez años. Gracias a la madurez de la tecnología, es posible trasladarla.
Un reactor nuclear es una fuente de energía clave para las misiones de la NASA en la Luna
Los sistemas nucleares, ahora, pueden ser adaptados para crear sistemas compactos y ligeros. Es algo clave para cumplir los requisitos energéticos de misión por parte de la NASA. Necesitan sistemas energéticos capaces de funcionar de manera autónoma. Un sistema como el planteado podría dar energía suficiente para mantener una base lunar y, más adelante, en un futuro todavía algo lejano, un asentamiento en Marte. Las tormentas de arena del planeta rojo pueden cubrir el planeta durante meses, haciendo que otras fuentes de energía sean problemáticas.
En esas condiciones, la energía solar es poco fiable, y la energía eólica, las baterías y las células de combustible no serían suficientes para cubrir la demanda. Por otro lado, además, la investigación podría ayudar al desarrollo de sistemas de propulsión nucleares, que se apoyen en estos reactores para obtener energía. Estas tecnologías podrían permitir acortar el tiempo de viaje a Marte a tan solo 100 días. La NASA lleva décadas investigando este campo, con resultados que parecen muy prometedores. De momento, en cualquier caso, hay que esperar.
Durante los próximos doce meses, la NASA y el Departamento de Energía seleccionarán a diferentes compañías estadounidenses para desarrollar los primeros diseños. De ahí se pasará, ya en 2022, a la solicitud del diseño final y la construcción de sistemas de fisión que estén cualificados para el vuelo. Los finalistas de esta fase competirán por mostrar su tecnología en funcionamiento en la Luna. Si todo va bien, las operaciones en la superficie de la Luna y Marte, en un futuro cada vez más cercano, no tendrán que preocuparse por el suministro eléctrico…
Referencias: Universe Today
