A NASA ordenou o desenvolvimento de radiadores de cerâmica para usinas nucleares para espaçonaves e bases

Uma equipe de cientistas da Faculdade de Engenharia da Universidade de Cornell recebeu uma bolsa da NASA para desenvolver dissipadores de calor de cerâmica para resfriar usinas nucleares para o espaço. A cerâmica reduzirá o peso dos radiadores e funcionará com refrigerantes agressivos, o que é impossível no caso de tubos de calor e radiadores de metal. A cerâmica também permitirá a impressão 3D de dissipadores de calor feitos de materiais porosos, aumentando sua eficiência e facilitando a produção.

Fonte da imagem: NASA

De acordo com a nova estratégia da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) e da ONU, a exploração espacial será impossível sem a transferência de tecnologias nucleares para programas espaciais. Nos Estados Unidos, os departamentos de pesquisa de defesa já começaram a lançar programas relevantes e conceder subsídios. Naves espaciais com usinas nucleares, desde elétricas até aquelas que usam a energia da fissão nuclear para ejeção a jato da substância de trabalho, poderão voar cada vez mais longe e, sem isso, o estudo e o desenvolvimento do sistema solar não têm perspectivas significativas.

Pesquisadores da Cornell University receberam dinheiro para trabalhar no programa AdVECT (Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies). O projeto visa criar novas tecnologias de transferência de calor de cerâmica adequadas para sistemas de energia nuclear, incluindo reatores nucleares Fission Surface Power que poderiam um dia alimentar uma base lunar e propulsão elétrica nuclear que poderia levar foguetes com eficiência a Marte.

Como parte da doação, os cientistas desenvolverão novas resinas cerâmicas e métodos de fabricação aditiva para componentes de impressão 3D, como dissipadores de calor de cerâmica porosa com tubos de calor embutidos. Imagens de raios-X, análise térmica e testes de câmara de vácuo serão usados ​​para otimizar a resistência mecânica e outras propriedades da cerâmica.

O desafio dos cientistas é superar as limitações das tecnologias de resfriamento atualmente utilizadas para a exploração espacial, que são dissipadores de calor relativamente pesados ​​com tubos de calor de metal, o que limita futuras missões. A alternativa mais leve na forma de materiais compósitos de carbono também não é adequada para resolver tais problemas, uma vez que tais materiais não resistem às condições de espaço. Mas a cerâmica abre perspectivas sem precedentes em sistemas de refrigeração espacial, que os cientistas se comprometem a provar na prática.