
Vista de una misión de nave espacial habilitada por propulsión térmica nuclear (NTP) . Esta tecnología puede acortar los tiempos de viaje entre la Tierra y el espacio
Ciencia
La NASA estudia nuevos cohetes nucleares para ir más rápido por el espacio profundo
A través de vehículos que lleven incorporado un motor de propulsión térmica nuclear, que use borboteo de combustible líquido centrífugo
La NASA valora el uso de un motor de cohete de propulsión térmica nuclear, que utiliza lo que se denomina borboteo de combustible líquido centrífugo, como opción para viajar a más velocidad por el espacio profundo.
La Agencia Espacial lidera una colaboración con varias universidades estadounidenses para investigar el NTP (Nuclear Thermal Propulsion). Se han realizado avances sustanciales hacia un diseño de combustible sólido, siendo el concepto de borboteo a estudio uno de los tres diseños propuestos basados en hidrógeno para un cohete de estas características.
Las ventajas incluyen un rendimiento significativamente mayor que los motores de cohetes de combustible líquido convencionales que queman hidrógeno y oxígeno, dice en un comunicado el Dr. Dale Thomas, investigador principal del proyecto y eminente académico en ingeniería de sistemas en la UAH.
El empuje y el impulso
El concepto NTP centrífugo de borboteo calienta el gas propulsor de hidrógeno a temperaturas muy altas, pero no hay combustión. El hidrógeno borbotea literalmente a través de un núcleo de uranio líquido giratorio en el motor a través de una pared porosa del cilindro, lo que hace que el gas se expanda rápidamente. Esto es lo que proporciona el empuje necesario a la nave espacial.Dado que este es un motor de mayor rendimiento, tiene el potencial de impulsar naves espaciales en trayectorias distintas
«Si calentamos más el propulsor, tendrá más energía y saldrá más rápido de la boquilla, lo que proporciona más impulso», dice el Dr. Thomas. «Dado que este es un motor de mayor rendimiento, tiene el potencial de impulsar naves espaciales en trayectorias distintas a las trayectorias de energía mínima, brindando opciones para trayectorias de mayor energía que acortarán el tiempo de viaje hacia y desde Marte y otros destinos en todo el sistema solar».
El motor de borboteo presenta una serie de desafíos técnicos, uno de los cuales es desarrollar un material para la pared porosa del cilindro que pueda resistir el contacto directo con el combustible de uranio fundido.
«Estamos en las primeras etapas », dice el Dr. Thomas. «Este concepto de borboteo ha existido desde los años 60», dice. «Los desafíos de ingeniería han impedido sacar este concepto de la mesa de dibujo en el pasado. Estamos tratando de ver si las tecnologías actuales nos permitirán desarrollar un prototipo de motor NTP de combustible líquido viable».
El trabajo de la UAH se centra en tres áreas, dice. «La primera parte es el modelado y análisis termodinámico de transferencia de calor de uranio líquido e hidrógeno gaseoso. En segundo lugar, haremos modelos y análisis de geometría y trayectoria de burbujas de hidrógeno gaseoso en un medio de uranio líquido, y tercero, realizaremos experimentos para confirmar las predicciones analíticas de los modelos dinámicos y termodinámicos».