Redacción NM
A principios de este año, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE, por sus siglas en inglés) otorgó tres contratos, cada uno valorado en aproximadamente 5 millones de dólares, a tres empresas para propuestas de diseño de un sistema de energía de superficie de fisión nuclear que pueda desplegarse en la Luna. Según la NASA, dicha tecnología podría desplegarse en la Luna a finales de la década.
Los fondos otorgados por los contratos del DOE se utilizarán para el desarrollo de conceptos de diseño iniciales para un sistema de energía de fisión de 40 kilovatios que debería estar diseñado para durar al menos 10 años en el duro entorno de la Luna. Lockheed Martin, Westinghouse y IX fueron las empresas seleccionadas para el contrato y las tres se asociarán con otras empresas para el desarrollo del diseño.
Dado que los sistemas de fisión nuclear son comparativamente pequeños y livianos, son ideales para el entorno lunar. También pueden generar energía de manera confiable sin depender de la ubicación, la luz solar disponible y otras condiciones naturales. Si dicha tecnología se desarrolla y despliega con éxito, podría allanar el camino para misiones de larga duración a la Luna, Marte y más allá.
Todd Tofil, gerente de proyectos de Fission Surface Power en el Centro de Investigación Glenn de la NASA, interactuó con indianexpress.com por correo electrónico
La entrevista ha sido editada y condensada.
P. Los reactores nucleares terrestres suelen colocarse dentro de grandes edificios de contención, pero la representación del artista de un reactor en la Luna no parece tener esa estructura. ¿Cuál es la razón para esto?
Tofil: El reactor de la Luna tiene contención, pero es mucho más pequeño que lo que se necesita para un reactor terrestre. Un reactor nuclear terrestre típico genera 1000 megavatios de potencia, mientras que el reactor lunar producirá 40 kilovatios, o 0,04 megavatios. Debido a que el reactor lunar contiene mucho menos material nuclear, la estructura (incluyendo la contención y el blindaje) es mucho más pequeña que la necesaria para un reactor terrestre típico.
La seguridad es un principio central para cada actividad que realiza la NASA, en la Tierra y en el espacio, y la seguridad está integrada en cada fase del diseño, prueba, fabricación y operación de los sistemas de energía nuclear espacial. El diseño del sistema lunar proporcionará los mismos estándares de protección y seguridad que los aplicados a los sistemas terrestres.
P. ¿Cuáles son los mayores desafíos que deben superarse antes de que un reactor de este tipo pueda desplegarse en la Luna?
Tofil: Un desafío es que el lanzamiento y el ascenso a la Luna consisten en fuertes vibraciones y golpes a medida que las etapas del cohete se separan después de quemar su combustible. Un reactor espacial debe tener un diseño robusto y resistente para la estructura, la electrónica, el equipo de comunicaciones y el equipo de conversión de energía para sobrevivir al entorno de lanzamiento. Otro desafío para operar en la superficie de la Luna es rechazar el calor de procesamiento de energía producido por el reactor. Los sistemas de enfriamiento por agua o aire como los que se usan en la Tierra no son posibles en la Luna.
En cambio, la NASA necesitará radiadores térmicos para enfriar el reactor rechazando el calor residual al espacio. Este es el mismo proceso utilizado para gestionar el calor en la Estación Espacial Internacional. Finalmente, otro desafío es operar la planta de energía a 250,000 millas de la Tierra. Los sistemas de control autónomos deben desarrollarse y probarse para garantizar un funcionamiento seguro y la detección de fallos. Todos estos desafíos tienen solución y se superarán mediante actividades detalladas de diseño y prueba.
P. ¿Cuánto más difícil sería lidiar con una fusión nuclear en el espacio, en comparación con una en la Tierra?
Tofil: Tal ocurrencia es extremadamente improbable. Los análisis de seguridad incluirán todos los aspectos, tanto las fases operativas normales como anormales del sistema. La NASA otorga una prioridad muy alta a la seguridad, y la seguridad está integrada en cada fase del diseño, prueba, fabricación y operación de los sistemas de energía nuclear espacial.
Esto incluye varias capas de características de protección dentro de un sistema de energía que minimizan la posibilidad de una falla durante la operación, así como controles de seguridad en espera en caso de que ocurra una falla. Por ejemplo, el sistema de energía de fisión de la superficie lunar tendrá medidas de control redundantes para detectar una falla y apagar el reactor mucho antes de que su operación se vuelva crítica. Los subsistemas de control contarán con medidas activas y pasivas para garantizar que el núcleo del reactor pueda volver a un estado subcrítico y que el combustible del reactor funcione a temperaturas estables en todo momento.
P. ¿Qué efecto tendrá la fluctuación de la temperatura ambiente en la luna sobre el funcionamiento de un reactor de este tipo?
Tofil: El diseño de gestión térmica del sistema tiene en cuenta las temperaturas ambientales fluctuantes en la superficie lunar. Los paneles del radiador se utilizan para rechazar el calor residual en el espacio en toda la gama de temperaturas operativas. El tamaño de los paneles del radiador térmico se diseñará para soportar incluso las condiciones lunares más extremas.
