El uso de reactores nucleares en el espacio no ha acabado de fructificar. Entre 1967 y 1988 la Unión Soviética lanzó 33 reactores nucleares al espacio, 31 de tipo Buk (BES-5) y 2 del tipo TOPAZ (TEU-5 Tópol), mientras que EEUU solo ha lanzado uno, el SNAP-10, en 1965. No obstante, desde hace décadas se ha intentado resucitar el diseño de reactores para su uso más allá de la órbita baja. Estos sistemas podrían servir para suministrar energía a sistemas de propulsión eléctrica (con motores iónicos o de plasma) que impulsen remolcadores orbitales o sondas al sistema solar exterior, o incluso para abastecer bases tripuladas en la Luna o Marte. A principios de este siglo Estados Unidos volvió a intentar introducir esta tecnología de la mano del proyecto Prometeo, pero sin éxito. No obstante, en la actualidad EEUU continúa desarrollando reactores nucleares para su uso en el espacio gracias al programa Kilopower.
Por otro lado, Rusia también sigue adelante con su programa de reactor espacial de un megavatio de potencia desde hace ya casi una década, aunque la falta de financiación ha afectado significativamente el progreso del proyecto. En el caso de Europa uno podría pensar que la opinión pública del continente es hostil al uso de la energía nuclear en el espacio, a pesar de que fuera de la Tierra la radiación de un reactor no es especialmente contaminante (la radiación natural más allá de la órbita baja es más preocupante que la que procede de la de un reactor de pequeño tamaño). Y seguramente acertaríamos. Sin embargo, la ESA carece de acceso a fuentes de plutonio-238 para generadores de radioisótopos (RTG) necesarios para poder explorar el sistema solar externo y otros destinos. Por este motivo se podría dar la paradoja de que fuese más sencillo tecnológica y políticamente construir un reactor nuclear espacial en Europa que desarrollar RTGs a base de plutonio.
Entre 2013 y 2014 Europa llevó a cabo sin mucha repercusión pública el estudio MEGAHIT en colaboración con —principalmente con el Centro de Investigación Keldysh— para evaluar las tecnologías asociadas con la construcción de un reactor nuclear espacial. El objetivo principal de MEGAHIT era estudiar los pasos necesarios para crear un reactor capaz de alimentar un sistema de propulsión eléctrica nuclear (NEP) con una potencia eléctrica de un megavatio, un objetivo muy ambicioso teniendo en cuenta que el proyecto Kilopower estadounidense apunta a un reactor más modesto, de uno a diez kilovatios (como comparación, los Buk y TOPAZ soviéticos tenían una potencia de 3 y 5 kilovatios respectivamente).
El reactor se lanzaría a una órbita relativamente alta (mínimo 800 kilómetros) para evitar que, en caso de fallo, pudiera reentrar en la atmósfera hasta dentro de muchas décadas o siglos. El reactor despegaría inerte (por lo tanto, sin emitir radiación) y se uniría en el espacio con el resto de la nave para crear un vehículo de unas veinte toneladas. Las aplicaciones estudiadas han sido muy variopintas: tractores gravitatorios para desviar asteroides peligrosos, misiones a Europa (Júpiter) o Titán (Saturno), remolcadores lunares o naves de carga para una misión tripulada a Marte.
En su rol de tractor gravitatorio la nave nuclear sería capaz de alcanzar el asteroide Apofis en doscientos y días y desviar su órbita permaneciendo a trescientos metros de distancia durante unos cuarenta días. Si se usase para mandar una misión a Europa se podría enviar un vehículo de entre tres y diez toneladas en tan solo tres años de viaje gracias al empleo de motores iónicos (de muy alto empuje específico). En 2015 dio comienzo el proyecto DEMOCRITOS (DEMOnstrators for Core, Conversion, Radiator, and Innovative Thrusters for Orbiter deflection and Space exploration) como continuación de MEGAHIT. DEMOCRITOS, liderado por Francia (CNES), Alemania (DLR), Italia (Thales Alenia Space), el National Nuclear Laboratory (Reino Unido), el instituto Keldysh (Rusia) y la European Science Foundation, se prolongó hasta abril de 2017 poniendo el foco en las necesidades que conlleva la construcción de un reactor nuclear de un megavatio de potencia eléctrica (y más de dos megavatios de potencia térmica) capaz de funcionar cinco años a toda máquina.
El diseño de referencia de DEMOCRITOS era un reactor que use el ciclo Brayton con unas seis turbinas con helio-xenón a alta temperatura (1000 ºC) para generar electricidad (los reactores soviéticos no tenían turbinas ni partes móviles para asegurar su funcionamiento). El reactor estaría refrigerado por litio o por la mezcla de helio-xenón. Pero para ello primero habría que crear un demostrador tecnológico en tierra de unos doscientos kilovatios de potencia. La nave operativa estaría lista en 2030 o 2040 para conquistar el sistema solar.
Lamentablemente, todo indica que el legado de DEMOCRITOS no irá a ninguna parte por culpa del rechazo político —con la excepción de Francia— y el empeoramiento en los últimos años de las relaciones con Rusia, socio clave del programa. Y eso sin hablar del coste: solo la construcción de un prototipo en tierra costaría entre 50 y 70 millones de euros. Sea como sea, el mero hecho de que se estudie una iniciativa semejante en Europa ya es algo muy significativo. Habrá que seguir esperando al renacimiento de los reactores nucleares en el espacio.
Referencias:
- http://anstd.ans.org/wp-content/uploads/2015/07/5016_Masson-et-al.pdf
Si me pongo en la piel de un político poco formado tengo excusa, y si lo hago en la piel de uno bien formado, ve lo caro que es y recurre a lo que dijo el primero. Lo radiactivo no da votos, por que esta impregnada de ese aire negativo que provoca lo desconocido. Es como una palabra mágica que nos hace ponernos en guardia, sin saber que los curie llevaron radio en los bolsillos durante años , no se murieron al día siguiente. Si vemos avances en este tema, no serán desde países democráticos donde el voto de una persona que no se ha preocupado ni de aprender a leer vale lo mismo que el de alguien que se bebe los periódicos. Una paradoja no?
Es una pena que por presiones politicas o ignorantes de la vida estos proyectos tan interesantes se queden en mero powerpoint…
Por cierto Dani, hay alguna noticia/actualizacion del motor VASMR?
VASIMR*
Este tipo de cosas son emocionantes y deprimentes a la vez, emociona al conocer los estudios y las propuestas tan avanzadas que hay, y deprime cuando te das cuenta de que algo así no se intentará en serio en décadas, si es que se llega a hacer.
No me creo que no haya ningún satélite o ingenio de tipo militar en GEO que no tenga un reactor nuclear lo suficientemente potente , otra cosa es que se concrete la información públicamente . Existen por todos los mares del mundo submarinos nucleares con cabezas nucleares , portaaviones , rompehielos etc y ¿no van a tener , a estas alturas de la película pajaros con reactores nucleares en GEO ? ¿chinos ? ¿ruso,? , no me lo creo .
Justamente lo mismo pienso yo seguro ya hay satélites yankis o chinos de espionaje electrónico en GEO Y nos vamos a enterar cuando seamos unos vegestorios 😛
Pues no se, la firma de infrarojos sería muy reveladora.
La firma radioactiva lo sería aún más. La «primitiva» película fotográfica (al estilo de los aparentemente retirados Kobalt M) detectaría pájaros «calientes» sin problema. Los sensores CCD/CMOS/3MOS convenientemente dopados, también.
Hay satélites «inspectores» allá arriba
https://danielmarin.naukas.com/2015/11/13/el-satelite-ruso-gamberro-y-la-respuesta-internacional/
Además, el reactorcillo pesa lo suyo… y tiene sus «inconvenientes». ¿Qué necesidad de tentar al Diablo? Con paneles solares hay comida de sobra para pájaros en GEO.
Saludos.
Solo hay una aplicación en órbita terrestre para la que un reactor nuclear es claramente superior a los paneles solares: un satélite que use radar a muy baja altura. Precisamente eso es lo que hacían los Rorsat soviéticos. El radar consume mucha potencia y, a baja altura, unos enormes paneles solares son una mala elección.
Como bien dices, para GEO no se me ocurre nada que unos paneles solares no puedan hacer.
Saludos
No te lo crees porque en realidad no tienes conocimientos suficientes para saber que si eso fuera así, se sabría…
Pues creo que es un estudio y un camino muy deseable para la exploración del espacio, además el Ariane 5 sería perfectamente capaz de poner esa nave (estirando con un par de lanzamientos) en el espacio.
Sobre el coste … si la ESA tiene veinte y pico (por no buscarlo) participantes … tocan a miseria, considerando los gastos que realizamos en subvenciones absurdas (por poner un ejemplo, si hablamos el rescate de las cajas de ahorro, da para hacer el ITER).
Pero es otra muestra más de que si no hay uno que mande, no se hace nada. Francia es para echarle narices y sacar adelante el proyecto y luego si la ESA quiere … a pagar. Creo que la UE es un objetivo muy loable y en el que creo, pero estos comportamientos de parvulitos creo que se cargan buena parte de lo que podríamos ser.
Perdón … como siempre muchas gracias Daniel, desconocía que se ha empezado a pensar a lo grande, aunque quede en nada.
Si se descubriera que en Urano llueven diamantes, ya dirian:
En Urano hacen falta mas libertad y democracia….
Y se produciria un desarrollo alucinante global de tecnologias y naves, como debió ocurrir a finales de 1492.
Una zanahoria dorada es la que suele hacer avanzar al mundo.
¿?
Seria y es mucho mas barato cultivar diamantes en la Tierra. El precio que tienen es debido a que se trata de un monopolio y a la tontera propia del ser humano. Como ejemplo la verdad que es muy limitado, mejor que en pluton hay toneladas de antimateria.
El elixir de la juventud venusino que comentó Stewie hace un tiempo sería un mejor ejemplo 🙂
Algunos mas frescos, otros mas pasados pero todos muy interesantes los enlaces que dejó secrect y aportan a este tema.
Que ya tienen entradas realizadas por daniel marin muy trabajadas en este blog y se encuentran fácil haciendo búsquedas
Y con mucha más información que la de los enlaces de secret
https://www.xataka.com/espacio/la-nasa-ha-probado-con-exito-este-pequeno-reactor-nuclear-que-serviria-para-generar-energia-a-los-habitats-en-marte
Ese es el proyecto Kilopower del que ya hemos hablado por aquí.
Si. Si
Cierto. Parece que va bien
Si los detractores de la energía nuclear cobran fuerza pueden fastidiar mucho.
Lo que me ha sorprendido y no me había fijado es : » unos de los proyectos que lleva abandonado desde 1960 »
Y
https://www.reuters.com/article/us-space-nuclear/u-s-tests-nuclear-power-system-to-sustain-astronauts-on-mars-idUSKBN1F72T8?utm_campaign=trueAnthem:+New+Content+(Feed)&utm_content=5a60f63e2dccd400079cc64c&utm_medium=trueAnthem&utm_source=twitter
Que de momento la cosa va bien
¿Ya se hablo antes de este tema?
https://danielmarin.naukas.com/2012/10/28/rusia-y-su-remolcador-espacial-nuclear/
Habra que esperar la fusion nuclear
Mineria espacial de uranio!!!
La verdad que un proyecto así no se ponga en marcha en parte por no soltar míseros 50 a 70 millones para la prueba en tierra, me parece muy lamentable. Es una inversión mínima para el desarrollo que implicaría.