La Agencia Espacial Europea (ESA) ha encargado un estudio sobre la propulsión nuclear térmica europea que permitiría misiones a la Luna y Marte más rápidas de lo que es posible actualmente. El estudio Alumni ha concluido sobre las ventajas de la propulsión nuclear en el espacio y propuso un nuevo diseño de propulsión nuclear térmica y una hoja de ruta para su desarrollo.
Si bien es posible viajar a destinos lejanos como Marte, el uso de propulsión química implica largos tiempos de viaje, llegando a nuestro planeta vecino en nueve meses. Esto se debe a que modificar la velocidad de la nave requiere transportar una gran cantidad de propelente. Al no haber aire en el espacio, las naves con propulsión química llevan combustible y oxidante en sus tanques para la combustión. Su baja eficiencia limita la velocidad máxima debido a la cantidad de propelente en sus tanques. La aceleración y desaceleración rápidas requieren grandes cantidades de propelente y, aunque técnicamente factible, resulta excesivamente costosa con la tecnología actual.
Una posible solución es la propulsión térmica nuclear, en la que las reacciones de fisión nuclear podrían utilizarse para calentar un propulsor que, expulsado a través de la tobera del motor del cohete, impulsa la nave espacial hasta su destino. Existe una larga trayectoria de investigación en propulsión térmica nuclear, que ha demostrado permitir un transporte altamente eficiente al proporcionar un alto empuje, lo que permite viajes más rápidos. Para tránsitos rápidos a destinos distantes en el espacio, la propulsión térmica nuclear podría ser ventajosa en comparación con las soluciones de propulsión química o eléctrica.
Con un sistema de propulsión térmica nuclear, el núcleo nuclear no se activa hasta que se encuentra lejos de la Tierra y en una órbita segura, lo que garantiza que nunca regresará a nuestra atmósfera ni aterrizará en la Tierra. Antes de la activación y durante el lanzamiento, el uranio de combustible fresco contenido en el núcleo nuclear presenta una radiactividad muy baja y no es tóxico.
Durante su funcionamiento, el motor emite radiación neutrónica y gamma, y un escudo antirradiación multicapa protegería la nave espacial y a la tripulación durante los breves impulsos de menos de dos horas. Los astronautas que viajen a Marte en una nave nuclear recibirían menos radiación que en una nave tradicional, ya que los tiempos de viaje se reducirían a la mitad, por lo que se dedicaría menos tiempo a recibir la dañina radiación cósmica natural. En nuestro planeta, la vida está protegida de la radiación cósmica por el campo magnético y la atmósfera terrestres.
¿Era espacial nuclear?
Aunque la propulsión nuclear es muy prometedora, el estudio analizó muchos escenarios y concluyó que es ideal para naves espaciales pesadas que necesitan una aceleración y un frenado masivos, con cambios de velocidad de un mínimo de 25.000 km/h, valores normalmente necesarios para misiones a la Luna o Marte.
El hidrógeno fue señalado como el propulsor ideal para ser utilizado en motores térmicos nucleares ya que ofrece máxima eficiencia, pero el estudio de Alumni señaló que son posibles otros propulsores como el amoníaco, que puede ofrecer ventajas en algunos escenarios de misión ya que es más fácil de almacenar y disminuye la masa seca del motor y el tanque de propulsor.