Exploración espacial.

Aplicaciones en la quimica

EXPLORACION espacial

Índice

Problemas medioambientales

Energía para sistemas a bordo de la nave espacial

Energía para la superficie extraterrestre

Propulsión de naves espaciales

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Propulsión de naves espaciales

En el futuro previsible, las naves lanzadas al espacio seguirán dependiendo de los combustibles fósiles para su propulsión. No obstante, una vez en órbita, los motores nucleares podrían tomar el control y crear propulsión para acelerar la velocidad.

Energía para la superficie extraterrestre

Los reactores nucleares también podrían utilizarse para aportar una fuente fiable de energía de superficie para misiones de exploración prolongadas, lo que facilitaría la presencia humana sostenible en otros cuerpos planetarios. Los diseños de reactores de energía de superficie de fisión son micro reactores que podrían suministrar energía eléctrica en un rango de decenas de kW durante décadas. El enfoque actual está en utilizar combustibles de uranio de bajo enriquecimiento o combustibles de uranio de uso pacífico con alto enriquecimiento. La prioridad de la Agencia está en “diseñar, construir y demostrar un sistema de energía de superficie de fisión de uranio de bajo enriquecimiento con una amplia gama de aplicaciones para la superficie de la Luna y para una futura misión a Marte con humanos, escalable a niveles de energía por encima de 100 kWe; también debe poder cubrir las necesidades del sistema NEP”.

Energía para sistemas a bordo de la nave espacial

Las naves espaciales no solo necesitan energía eléctrica para la impulsión, sino también para mantener sus sistemas de apoyo vital, comunicaciones y otros equipos y sistemas. En la reunión de expertos se mencionó con especial énfasis a los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), que han impulsado la nave Voyager durante décadas mucho más allá del Sol gracias a su potencial para aportar calor y electricidad durante largos periodos de tiempo a los sistemas a bordo de naves espaciales en las frías temperaturas del espacio. Futuras soluciones nucleares como la tecnología DFD podrían suministrar electricidad de manera simultánea. Según estudios de NASA, un motor de transmisión directa con energía de fusión puede producir energía e impulso con el mejor rendimiento, generando energía eléctrica y propulsión con un solo motor.

Problemas medioambientales

Contaminación biológica.

Aunque desde hace décadas existen protocolos para la esterilización de las naves espaciales, la posibilidad de contaminar biológicamente el planeta, lo que podría implicar la posibilidad de eliminar cualquier evidencia de actividad biológica autóctona, no se puede ignorar, como mostró el episodio de contaminación con la cámara de la sonda Surveyor 3, traída por la tripulación del Apollo 12 tras más de dos años sobre la superficie lunar. Afortunadamente, modernas técnicas han conseguido minimizar esa posibilidad. La organización gubernamental norteamericana National Academies of Sciences, Ingineering and Medicine está llevando a cabo un análisis de múltiples aspectos de la exploración planetaria, incluyendo la perspectiva astrobiológica. La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene protocolos análogos.

Basura espacial.

La basura espacial engloba cualquier pieza o resto dejado por el ser humano en el espacio y cuyo origen, por tanto, se encuentra en la Tierra. Estos desechos espaciales pueden ser tan grandes como un satélite inactivo, similar al tamaño de un automóvil, o tan pequeño como una escama de pintura. El verdadero peligro es la velocidad a la que se mueven estos objetos, más de 28.000 kilómetros por hora, y que los convierte en auténticos proyectiles.

Radiación espacial.

Todos los astronautas reciben importantes dosis de radiación durante el transcurso de un vuelo espacial. Aunque no constituye un obstáculo importante para misiones de corta duración.Algunas de las partículas tienen la energía suficiente para causar daños en nuestro organismo y romper el ADN de nuestras células. Y todos sabemos lo que eso significa: cáncer.

Naves de fusión

Las naves de fusión como el reactor con Configuración de Campo Invertido (PFRC por sus siglas en inglés) podrían producir un impulso directo de fusión (DFD), que directamente convierte la energía de las partículas cargadas producidas en las reacciones de fusión en propulsión para la nave espacial. Las posibilidades de la tecnología DFD abren la puerta al espacio interestelar, a las misiones humanas a Marte y a un suministro estable de energía para una futura base lunar. Otras ventajas son que tienen un tamaño reducido y que necesitan muy poco combustible. Con tan solo unos pocos kilos se puede impulsar una nave espacial durante diez años.

Tecnologías nucleares clave

Existen dos tecnologías nucleares clave para la propulsión: la propulsión termonuclear (NTP) y la propulsión electronuclear (NEP). La propulsión termonuclear consiste en utilizar un reactor de fisión nuclear para calentar un propulsante líquido, como el hidrógeno. El calor convierte el líquido en un gas que se expande a través de una boquilla para generar empuje y propulsar la nave espacial. Una de sus ventajas principales es que los vuelos espaciales necesitarían cargar menos combustible, y los motores NTP harían el viaje más corto. Por ejemplo, un viaje a Marte se reduciría en un 25 % en comparación con los cohetes químicos tradicionales. Además, un tiempo reducido en el espacio también reduce la exposición de los astronautas a la radiación cósmica. Con la tecnología de propulsión electronuclear, el empuje se produce al convertir la energía térmica de un reactor nuclear en energía eléctrica. Con este tipo de tecnología el impulso es menor pero continuo, y la eficiencia de combustible es mucho mayor. La velocidad aumenta, con una reducción de más del 60 % en el tiempo de tránsito a Marte en comparación con los cohetes químicos tradicionales.