Cientistas criam novo tipo de motor nuclear e apresentam projeto para a Nasa

Cientistas dos EUA desenvolveram um conceito de bolha centrífuga de combustível líquido que pode ser aplicado em motores de foguete de propulsão térmica nuclear (NTP). Eles apresentaram o projeto para a Nasa em um workshop híbrido (presencial e remoto) realizado neste mês.

Sob um contrato de pesquisa de NTP para o Escritório de Projetos de Propulsão Nuclear Espacial do Centro de Voo Espacial Marshall (MSFC) da agência, a Universidade do Alabama em Huntsville (UAH) está liderando uma colaboração de universidades em todo o país para executar o conceito. Fazem parte do convênio a Universidade de Rhode Island (URI), a Universidade Drexel, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), a Universidade Estadual da Pensilvânia e a Universidade de Michigan (UM).

De acordo com o site Phys, a Nasa alcançou avanços substanciais em direção a um projeto NTP de combustível sólido. O conceito de bolha proposto pelos colaboradores desse convênio é um dos três projetos à base de hidrogênio para um foguete NTP de combustível líquido de próxima geração.

O conceito NTP de bolha centrífuga aquece o hidrogênio gasoso a temperaturas superelevadas, mas sem combustão. O hidrogênio borbulha até chegar a um núcleo rotativo de urânio líquido no motor, passando por uma parede porosa de um cilindro, fazendo com que o gás se expanda rapidamente. À medida que sai do bocal, o hidrogênio em expansão fornece impulso para a espaçonave.

Segundo Dale Thomas, doutor em engenharia de sistemas pela UAH e principal pesquisador do conceito, as vantagens do projeto incluem um desempenho significativamente maior em relação aos motores convencionais de foguetes de combustível líquido que queimam hidrogênio e oxigênio. “Na combustão convencional do motor de combustível líquido, as moléculas propulsoras resultantes são muito mais pesadas devido a esses átomos de oxigênio relativamente pesados, e não sairão do bocal tão rápido, fornecendo mais empuxo, mas menos impulso”.

O empuxo é a força fornecida pelo motor, por exemplo, para levantar uma nave espacial sob a gravidade da Terra, e impulso é a mudança de momento por unidade de combustível, e isso importa quando se trata de lançar uma espaçonave para o lugar certo no espaço. Thomas fez uma comparação com um carro. “Pense no seu carro. Pense no empuxo como torque e no impulso como km por galão de combustível. Ambos importam”.