A energia nuclear está passando por um renascimento na Terra e no espaço. Quer estejamos a falar de bases lunares ou de exploração espacial, a energia nuclear pode ser a chave para ultrapassar as nossas fronteiras actuais.
No dia 25 de agosto de 2012, a solitária sonda espacial Voyager 1 cruzou o limiar do espaço interestelar. Na altura, estava a 18 mil milhões de quilómetros (11 milhões de milhas) de distância do Sol, muito além de todos os planetas do nosso sistema solar.
A Voyager 1 foi lançada em 1977. Quase 50 anos depois, ela ainda envia informações, penetrando cada vez mais profundamente no espaço. Ele pode fazer isso porque é movido por energia nuclear.
Há muito uma fonte de energia controversa, a energia nuclear tem despertado um interesse renovado na Terra para impulsionar a nossa luta contra as alterações climáticas. Mas nos bastidores, a energia nuclear também enfrenta um renascimento no espaço.
Em julho, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos EUA (NASA) e a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) anunciaram conjuntamente que planejam lançar uma espaçonave com propulsão nuclear até 2025 ou 2026. A Agência Espacial Europeia (ESA), por sua vez, está financiando uma série de estudos sobre o uso de motores nucleares para exploração espacial. E no ano passado, a NASA concedeu um contrato à Westinghouse para desenvolver um conceito de reator nuclear para alimentar uma futura base lunar.
“Há muito interesse em aplicações nucleares para aplicações espaciais neste momento”, disse o Dr. Ramy Mesalam, diretor do programa de engenharia de espaçonaves da Universidade de Leicester. “Quanto mais profundamente explorarmos o nosso sistema solar e mais além, mais atraente a energia nuclear se tornará.”
Noite lunar
Um participante neste novo boom é a Zeno Power, uma startup dos Estados Unidos fundada em 2018. Uma equipa liderada por eles recebeu recentemente um prémio de 15 milhões de dólares para desenvolver os chamados sistemas de energia nuclear de radioisótopos para utilização na superfície da Lua pela NASA. Estes sistemas de energia nuclear pequenos e leves têm uma longa história de utilização no espaço e podem potencialmente utilizar resíduos nucleares para se alimentarem.
A NASA e parceiros internacionais como a Agência Espacial Europeia (ESA) querem ter uma base lunar instalada e em funcionamento antes do final da década. Esta base provavelmente usará parcialmente reatores nucleares para energia e calor.
A energia nuclear é particularmente atraente para uso na Lua devido às duras condições da superfície lunar. A escuridão é uma preocupação particular para missões de longa duração. “A noite lunar dura 14 dias terrestres”, disse Tyler Bernstein, cofundador e CEO da Zeno Power. “Existem também regiões permanentemente sombreadas, como crateras. A geração de energia solar é impossível no escuro e as temperaturas em alguns lugares podem ultrapassar os -200 graus Celsius.”
Bernstein espera ter os primeiros reatores prontos até 2025.
Explosão nuclear
As viagens espaciais, no entanto, são uma actividade inerentemente arriscada, especialmente com materiais nucleares a bordo. Foguetes destinados ao espaço explodem regularmente, potencialmente espalhando detritos nucleares pelo espaço ou até mesmo pela Terra. Essa é uma realidade preocupante que o professor Dale Thomas, da Universidade do Alabama, em Huntsville, está enfrentando.
Ele trabalha com propulsão nuclear. Em vez de alimentar um foguete através de uma reação química, nós o alimentaríamos através de uma reação nuclear.
Até agora, utilizámos principalmente reações nucleares para fornecer eletricidade às naves espaciais, mas investigadores como Thomas querem usar estas reações para impulsioná-las.
Isso tem um grande potencial para nos empurrar ainda mais para o espaço, mas também nos obriga a rever a forma como testamos os motores dos foguetes. Normalmente, esses motores são testados em solo, onde às vezes explodem ou sofrem falhas. Isso fornece aos engenheiros informações importantes para melhorar seus projetos. Esse modelo de teste e fixação, contudo, precisa ser adaptado à propulsão nuclear.
“Falhar um motor nuclear na bancada de testes não é uma boa ideia”, disse Thomas à Al Jazeera. “Seus modos de falha são muito mais catastróficos do que os da propulsão química.”
A construção de um motor nuclear, por outras palavras, exige que os investigadores sejam mais cautelosos e garantam que não ocorram falhas. Isso, por sua vez, retarda o desenvolvimento.
Uma situação semelhante está presente no envio de reactores nucleares ao espaço para alimentar naves espaciais e bases lunares. Antes de o fazermos, eles precisam de cumprir elevados padrões de segurança e até de estar preparados para resistir a explosões. Felizmente, descobrimos como fazer isso. O primeiro reator nuclear foi lançado ao espaço já em 1965.
“O aspecto da segurança é um desafio”, disse Mesalam. “Isso está sempre no cerne do projeto de um sistema de energia nuclear. Mas a boa notícia é que temos quase 60 anos de experiência fazendo isso com segurança.”
Espécies interplanetárias
No futuro, as naves espaciais poderão ser movidas por motores nucleares. Provavelmente iríamos impulsioná-los para uma órbita ao redor da Terra usando motores químicos e depois ligar a sua propulsão nuclear para empurrá-los em missões muito além do nosso próprio planeta.
“A propulsão química pode nos tirar da Terra e até da Lua”, disse Thomas. “Mas quando você vai para Marte e além, ele chega aos seus limites. A propulsão atômica será fundamental para ultrapassar essa barreira.”
Além disso, a propulsão nuclear abriria diferentes formas de explorar o espaço. Hoje, os voos para lugares como Marte e outros planetas são limitados por janelas de tempo. Organizações espaciais como a NASA calculam trajetórias complexas que lançam naves espaciais para fora dos campos gravitacionais dos planetas, para economizar combustível. Se estivessem disponíveis motores nucleares de maior capacidade e mais potentes, esta não seria uma prioridade tão elevada, dando-nos mais flexibilidade no momento de lançar estas naves.
“Uma Ferrari vai mais rápido que um Volkswagen porque tem um motor mais potente”, disse Thomas. “Isso é o que a propulsão nuclear representa para a propulsão química.”
Antes de obtermos a propulsão nuclear, porém, poderemos precisar de algum tempo. Thomas argumenta que essas naves provavelmente só decolarão por volta de 2030.
Assim que os tivermos, porém, eles poderão mudar o jogo. “A energia nuclear e a propulsão serão uma enorme tecnologia fundamental para levar os humanos a Marte e mais além”, disse Bernstein. “Será a chave para tornar a humanidade uma espécie interplanetária.”
