En su persecución de misiones que nos llevarán de regreso a la luna, a Marte, y más allá, La NASA ha estado explorando varios conceptos de propulsión de próxima generación. Mientras que los conceptos existentes tienen sus ventajas (los cohetes químicos tienen una alta densidad de energía y los motores de iones son muy eficientes en el consumo de combustible), nuestras esperanzas para el futuro dependen de que encontremos alternativas que combinen eficiencia y potencia.

Para tal fin, Los investigadores del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA buscan una vez más desarrollar cohetes nucleares. Como parte del Programa de Desarrollo de Cambio de Juego de la NASA, el proyecto de propulsión térmica nuclear (NTP) vería la creación de naves espaciales de alta eficiencia que serían capaces de usar menos combustible para entregar cargas útiles pesadas a planetas distantes, y en un período de tiempo relativamente corto.

Como Sonny Mitchell, el proyecto del proyecto NTP en el Marshall Space Flight Center de la NASA, dijo en un comunicado de prensa reciente de la NASA:

"A medida que avanzamos hacia el sistema solar, La propulsión nuclear puede ofrecer la única opción tecnológica verdaderamente viable para extender el alcance humano a la superficie de Marte y a mundos más allá. Estamos entusiasmados de trabajar en tecnologías que podrían abrir el espacio profundo para la exploración humana ".

Para ver esto a través La NASA se ha asociado con BWX Technologies (BWXT), una empresa de energía y tecnología con sede en Virginia que es un proveedor líder de componentes nucleares y combustible para el gobierno de los EE. UU. Para ayudar a la NASA a desarrollar los reactores necesarios que apoyarían posibles futuras misiones tripuladas a Marte, la subsidiaria de la compañía (BWXT Nuclear Energy, Inc.) se adjudicó un contrato de tres años por valor de 18,8 millones de dólares.

Durante estos tres años en los que estarán trabajando con la NASA, BWXT proporcionará los datos técnicos y programáticos necesarios para implementar la tecnología NTP. Esto consistirá en que ellos fabriquen y prueben elementos de combustible prototipo y ayuden a la NASA a resolver los requisitos regulatorios y de licencias nucleares. BWXT también ayudará a los planificadores de la NASA a abordar los problemas de viabilidad y asequibilidad con su programa NTP.

Como Rex D. Geveden, Presidente y Director Ejecutivo de BWXT, dicho del acuerdo:

"BWXT está sumamente complacido de trabajar con la NASA en este emocionante programa espacial nuclear en apoyo de la misión a Marte. Estamos especialmente calificados para diseñar, desarrollar y fabricar el reactor y el combustible para una nave espacial de propulsión nuclear. Este es un momento oportuno para hacer pivotar nuestras capacidades en el mercado espacial, donde vemos oportunidades de crecimiento a largo plazo en propulsión nuclear y energía nuclear de superficie ".

En un cohete NTP, Las reacciones de uranio o deuterio se utilizan para calentar hidrógeno líquido dentro de un reactor. convirtiéndolo en gas hidrógeno ionizado (plasma), que luego se canaliza a través de una boquilla de cohete para generar empuje. Un segundo método posible, conocido como propulsión eléctrica nuclear (NEC), Implica que el mismo reactor básico convierte su calor y energía en energía eléctrica que luego alimenta un motor eléctrico.

En ambos casos, el cohete se basa en la fisión nuclear para generar propulsión en lugar de propelentes químicos, que ha sido el pilar de la NASA y todas las demás agencias espaciales hasta la fecha. En comparación con esta forma tradicional de propulsión, Ambos tipos de motores nucleares ofrecen una serie de ventajas. El primero y más obvio es la densidad de energía virtualmente ilimitada que ofrece en comparación con el combustible para cohetes.

Esto reduciría la cantidad total de propelente necesaria, reduciendo así el peso del lanzamiento y el coste de misiones individuales. Un motor nuclear más potente significaría tiempos de viaje reducidos. Ya, La NASA ha estimado que un sistema NTP podría hacer el viaje a Marte a cuatro meses en lugar de seis, lo que reduciría la cantidad de radiación a la que estarían expuestos los astronautas en el transcurso de su viaje.

Para ser justo, el concepto de utilizar cohetes nucleares para explorar el Universo no es nuevo. De hecho, La NASA ha explorado ampliamente la posibilidad de la propulsión nuclear bajo la Oficina de Propulsión Nuclear Espacial. De hecho, entre 1959 y 1972, el SNPO realizó 23 pruebas de reactores en la Estación de Desarrollo de Cohetes Nucleares en el Sitio de Pruebas de Nevada de AEC, en Jackass Flats, Nevada.

En 1963, El SNPO también creó el programa Nuclear Engine for Rocket Vehicle Applications (NERVA) para desarrollar propulsión nuclear-térmica para misiones tripuladas de largo alcance a la luna y el espacio interplanetario. Esto llevó a la creación del NRX / XE, un motor nuclear-térmico que la SNPO certificó que cumplía con los requisitos para una misión tripulada a Marte.

La Unión Soviética realizó estudios similares durante la década de 1960, con la esperanza de usarlos en las etapas superiores de su cohete N-1. A pesar de estos esfuerzos, ningún cohete nuclear entró en servicio, debido a una combinación de recortes presupuestarios, pérdida de interés público, y un cierre general de la carrera espacial después de que se completara el programa Apollo.

Pero dado el interés actual por la exploración espacial, y ambiciosa misión propuesta a Marte y más allá, it seems that nuclear rockets may finally see service. One popular idea that is being considered is a multistage rocket that would rely on both a nuclear engine and conventional thrusters – a concept known as a "bimodal spacecraft". A major proponent of this idea is Dr. Michael G. Houts of the NASA Marshall Space Flight Center.

En 2014, Dr. Houts conducted a presentation outlining how bimodal rockets (and other nuclear concepts) represented "game-changing technologies for space exploration". Como ejemplo, he explained how the Space Launch System (SLS) – a key technology in NASA's proposed crewed mission to Mars – could be equipped with chemical rocket in the lower stage and a nuclear-thermal engine on the upper stage.

In this setup, the nuclear engine would remain "cold" until the rocket had achieved orbit, at which point the upper stage would be deployed and the reactor would be activated to generate thrust. Other examples cited in the report include long-range satellites that could explore the outer solar system and Kuiper Belt and fast, efficient transportation for manned missions throughout the solar system.

The company's new contract is expected to run through Sept. 30th, 2019. At that time, the Nuclear Thermal Propulsion project will determine the feasibility of using low-enriched uranium fuel. Después, the project then will spend a year testing and refining its ability to manufacture the necessary fuel elements. If all goes well, we can expect that NASA's "Journey to Mars" might just incorporate some nuclear engines.