Projeto Rocketroll: ESA quer levar as suas naves ao espaço com reatores nucleares

A Agência Espacial Europeia está a estudar o uso de propulsão nuclear para futuras missões espaciais, através do projeto Rocketroll. O objetivo é ultrapassar as limitações dos sistemas atuais e permitir viagens mais longas, eficientes e com maior capacidade de carga.

Como funciona o projeto Rocketroll

Artemis II tem sido um exemplo de quão longe podem chegar as viagens espaciais. Tão longe que vai chegar um momento em que as tecnologias atualmente usadas para propulsionar as naves serão insuficientes.

Não serve de nada usar energia solar se nos afastarmos demasiado do Sol ou viajarmos para a Lua, com noites de 14 dias. Também não serve usar o melhor combustível se a viagem for tão longa, tão distante e com tanta carga que as necessidades de reabastecimento seriam inviáveis.

Por isso, há já algum tempo que se pensa na propulsão nuclear para levar as naves a onde hoje não conseguem chegar. A Agência Espacial Europeia juntou-se também a essa abordagem e já realizou os seus primeiros estudos.

Propulsão termonuclear vs propulsão nuclear-elétrica

A ESA acaba de anunciar os primeiros resultados do projeto Rocketroll, no qual pediu a três consórcios independentes que desenhassem uma abordagem para utilizar propulsão nuclear elétrica em missões espaciais europeias.

Isto é algo que outras agências espaciais, como a NASA, já começaram a estudar, mas em território europeu ainda não tinha sido trabalhado neste contexto específico.

Na realidade, na Europa já se tinha estudado a propulsão nuclear de naves espaciais. Essa é a base do projeto Alumni, apresentado pela ESA no ano passado.

Na imagem, o esquema do sistema de propulsão nuclear térmica apresentado ano passado.

A diferença é que, nesse caso, foi desenhado um sistema de propulsão termonuclear.

Ou seja, um reator onde a fissão nuclear gera calor que é usado para aquecer um fluido que serve como propelente.

O que foi estudado no Rocketroll é diferente, já que a fissão nuclear gera eletricidade, que é fornecida a um conjunto de motores elétricos.

Cada uma tem as suas vantagens

Em termos absolutos, a propulsão termonuclear é mais potente. No entanto, traz problemas técnicos, como o armazenamento de uma quantidade suficiente de propelente. Além disso, é muito cara.

A outra opção é mais económica e, combinada com alguma propulsão química, pode ser igualmente potente. Por isso, a ESA está tão interessada em que as suas naves funcionem com este mecanismo.

Três consórcios, três propostas

Neste projeto participaram três consórcios multidisciplinares: Tractebel, CNRS e OHB Czech Space. Cada um apresentou uma proposta a integrar no sistema completo. Por exemplo, o primeiro consórcio propôs utilizar urânio enriquecido como gerador de energia nuclear.

O Urânio-238 é o mais abundante na natureza, mas não é fissionável. Isto significa que não permite manter uma reação em cadeia de fissão nuclear. A fissão nuclear é o processo pelo qual se obtém energia nos reatores nucleares, pelo que não serve neste caso.

Já o Urânio-235 é fissionável. O urânio enriquecido contém uma maior proporção deste isótopo, pelo que pode ser utilizado num reator nuclear. Face a outras opções, como o Plutónio-239, a Tractebel considera que esta é a melhor alternativa.

Por sua vez, o CNRS propõe a utilização de um reator de sais fundidos, ou seja, um sistema em que estes sais funcionam como refrigerante e/ou combustível para desencadear a fissão nuclear. Finalmente, o terceiro consórcio sugere aumentar o tamanho das naves para otimizar os resultados.

Segurança do sistema

Todos os consórcios concluem que a propulsão nuclear-elétrica pode abrir novos caminhos para a exploração espacial. Esta é uma excelente notícia, mas levanta dúvidas quanto à segurança.

Perante isso, os especialistas asseguram que se trata de um processo sem risco. O urânio mantém-se inerte e só é ativado, para iniciar a fissão nuclear, quando já está em órbita. Não há riscos durante a manipulação das naves na Terra.

Além disso, são utilizados escudos para proteger astronautas e carga quando a reação ocorre. Importa não esquecer que o próprio espaço é uma forte fonte de radiação, pelo que as naves têm sempre de estar devidamente protegidas.

Próximos passos

Este primeiro passo do Rocketroll foi pouco mais do que uma fase de ideias. Ainda há um longo caminho a percorrer. Será necessário estudar cada sistema em separado, desde o reator nuclear até aos escudos contra radiação, passando pelo sistema de conversão de energia, aquecimento e arrefecimento térmico, bem como os propulsores elétricos.

Por tudo isto, a ESA já criou um grupo de trabalho dedicado à propulsão nuclear, que irá supervisionar o design e a construção de hardware em escala reduzida. Estão também previstas experiências laboratoriais para confirmar que tudo funciona corretamente antes de sequer considerar testes no espaço.

Esta tecnologia pode ser o futuro, mas terá de ser validada com rigor e tempo.