Três meses até Marte: britânicos inventam rebocador espacial com propulsão termonuclear

A startup britânica Pulsar Fusion revelou o conceito de um rebocador espacial chamado Sunbird movido a propulsão por fusão. Um pequeno foguete movido por propulsão linear de fusão direta seria capaz de entregar cargas úteis muito rapidamente dentro do Sistema Solar. Os testes espaciais do conceito do motor de fusão estão planejados para 2027. Com financiamento suficiente, um protótipo de rebocador será construído até 2030. A fonte de financiamento ainda não foi determinada.

Fonte da imagem: Pulsar Fusion

Hoje, todas as agências espaciais e diversas empresas estão desenvolvendo motores de foguete movidos a energia nuclear. Utilizando a energia da fissão nuclear (decaimento), propõe-se gerar eletricidade para alimentar motores de foguetes iônicos ou evaporar o fluido de trabalho – por exemplo, água – para criar propulsão a jato. Em qualquer caso, os motores nucleares proporcionam um ciclo significativamente mais longo de operação contínua com menos consumo de combustível do que foguetes movidos a produtos químicos.

As reações de fusão nuclear liberam quatro vezes mais energia do que as reações de fissão nuclear. Graças a isso, foguetes movidos a energia termonuclear poderão atingir velocidades impressionantes – até 800.000 km/h, usando uma quantidade mínima de combustível. Um foguete com esse motor poderia chegar a Marte em dois a três meses, e o caminho para Saturno ou Júpiter seria encurtado para alguns anos.

Em sua visão do futuro, a Pulsar Fusion prevê uma rede de estações de reabastecimento no sistema solar, com rebocadores movidos a energia nuclear atracando nelas de tempos em tempos. Eles então sequestrarão mísseis convencionais e os moverão pelo sistema. Mais próximos do destino, os foguetes se desprenderão dos rebocadores, dispararão seus motores químicos e completarão o voo por conta própria.

O desenvolvimento do conceito de rebocador termonuclear Sunbird está sendo financiado pela Agência Espacial do Reino Unido. Este ano, a Pulsar Fusion planeja enviar elementos da eletrônica do futuro foguete ao espaço para testar sua funcionalidade em condições de gravidade zero. Os elementos de propulsão por fusão direta (DFD) estão planejados para serem lançados ao espaço em 2027. O desenvolvedor observa que a fusão termonuclear é “natural” para o vácuo, mas não para a Terra. Em qualquer caso, diferentemente dos reatores termonucleares na Terra projetados para gerar eletricidade, um reator termonuclear no coração de um motor de foguete deveria ser muito mais simples.

Um motor termonuclear de foguete não exigirá contenção de plasma de longo prazo – todos os produtos de fusão serão imediatamente convertidos em uma corrente de jato e deixarão o motor, criando empuxo. Isso simplificará significativamente o projeto do motor, que ainda é tecnicamente difícil para tokamaks e stellators. Além disso, o motor do foguete terá uma câmara de trabalho linear, o que simplifica a configuração do campo magnético para manter o plasma longe das paredes da câmara. Por fim, para que um motor de foguete termonuclear funcione, não é necessário obter um rendimento energético positivo a partir de uma reação termonuclear: qualquer reação, mesmo com déficit de energia, pode ser usada para criar empuxo.

A Pulsar Fusion está considerando usar deutério e hélio-3 como combustível. O processo de fusão não produzirá nêutrons, como no caso das reações em usinas termonucleares na Terra, mas prótons. Os prótons permitem a criação de um empuxo mais potente, sem produzir praticamente nenhum resíduo radioativo.