Una nova classe de sistema de propulsió nuclear bimodal desenvolupat a la NASA podria reduir els temps de viatge a Mart a només 45 dies. Un trànsit de sis setmanes i mitja reduiria el temps total de les missions a mesos en lloc d’anys, i disminuiria significativament els principals riscos associats amb els viatges a Mart, inclosa l’exposició a la radiació, el temps que es passa en microgravetat i els problemes de salut relacionats.

Com a part del programa de Conceptes Avançats Innovadors (NIAC) de la NASA per al 2023, l’agència espacial nord-americana va seleccionar un concepte de coet nuclear que es basa en una nova classe de sistema de propulsió nuclear bimodal, que fa servir un «cicle ‘topping’ de rotor d’ones». La proposta es denomina «Bimodal NTP/NEP with a Wave Rotor Topping Cycle» i va ser presentada pel professor Ryan Gosse, de la Universitat de Florida. La innovació podria reduir el temps de viatge a Mart a només 45 dies.

Segons una publicació de la NASA, aquest disseny bimodal permet el trànsit ràpid de missions tripulades a Mart, la Lluna i altres destinacions, i promet revolucionar l’exploració de l’espai profund del nostre Sistema Solar. Tot i que la propulsió elèctrica nuclear i tèrmica nuclear (NTP/NEP) s’identifica com la tecnologia de propulsió preferida per a les missions tripulades i ha sigut investigada per la NASA i altres agències espacials durant dècades, encara presenta limitacions que impedeixen que es posi en pràctica. 

El futur dels viatges espacials

La propulsió nuclear es redueix essencialment a dos conceptes, que es basen en tecnologies ja provades: d’una banda es troba la propulsió nuclear-tèrmica (NTP), que consisteix en un propulsor d’hidrogen líquid (LH 2) combinat amb un reactor nuclear. El sistema produeix gas d’hidrogen ionitzat (plasma) que després es canalitza a través de broquets per generar impuls. 

D’altra banda, la propulsió nuclear-elèctrica (NEP), es basa en un reactor nuclear per proporcionar electricitat a un propulsor amb motor d’ions, que genera un camp electromagnètic capaç d’ionitzar i accelera un gas, com per exemple el xenó, per desenvolupar impuls. Com que els dos sistemes tenen avantatges i limitacions, la NASA apunta a conceptes bimodals, que puguin integrar els dos sistemes. 

D’acord amb un article publicat a Universe Today, la nova proposta de Gosse exigeix un disseny bimodal basat en un reactor NERVA de nucli sòlid, que proporcionaria un impuls específic capaç de duplicar el rendiment actual dels coets químics. El cicle proposat també inclou una sobrealimentació d’ones de pressió, o Wave Rotor (WR), una tecnologia utilitzada en els motors de combustió interna que aprofita les ones de pressió produïdes per les reaccions del sistema, per comprimir l’aire i guanyar eficiència. 

Reduir temps i riscos

En l’actualitat, els coets amb propulsors químics són els més utilitzats: treballen mitjançant reaccions químiques exotèrmiques, que produeixen gas calent que s’utilitza per impulsar-los i generar impuls. Si les missions tripulades a Mart es basessin en aquesta tecnologia de propulsió convencional, podrien durar fins a tres anys. Les missions esmentades es llançarien cada 26 mesos, quan la Terra i Mart estiguin més a prop, en un fenomen conegut com Oposició de Mart. En aquest cas, els viatges durarien un mínim de sis a nou mesos. 

Per contra, si el projecte del nou coet nuclear bimodal es pogués posar en pràctica, un viatge de 45 dies o sis setmanes i mitja reduiria notablement el temps total de les missions, i derivaria que es concretin en alguns mesos en lloc de diversos anys. A més dels beneficis econòmics i de recursos, la reducció temporal disminuiria la major part dels riscos relatius a la salut dels astronautes i el personal tècnic, relacionats amb l’exposició a la radiació o el temps que es viu en condicions de microgravetat.

La proposta és una de les 14 seleccionades per passar a una nova etapa de desenvolupament, en la qual es buscarà madurar la tecnologia i els mètodes involucrats. Altres propostes dins del mateix programa van incloure sensors innovadors, instruments i tècniques de fabricació i sistemes d’energia, entre altres avenços.