Motor de foguete movido a fuso nuclear: O sonho continua

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 12/07/2023

Acionamento Direto por Fuso

O sonho de construir um foguete a fuso nuclear continua vivo, e pode se tornar realidade antes mesmo de a fuso ser usada para gerar energia.

A empresa emergente Pulsar Fusion, no Reino Unido, que tenta viabilizar um motor-foguete movido a fuso nuclear h mais de uma dcada, anunciou um acordo com pesquisadores da Universidade de Princeton, nos EUA, para tentar entender melhor o plasma envolvido na fuso.

Existem muitas rotas tericas para se alcanar a fuso nuclear, mas todas dependem do confinamento do combustvel, que deve ser mantido em um ambiente com temperatura e presso extremas por tempo suficiente para que a reao ocorra. E esse confinamento tipicamente pode ser feito por ms, chamado confinamento magntico, ou pela presso gerada por conjuntos de raios lasers, no que conhecido como confinamento inercial.

No campo da gerao de energia, o confinamento inercial passou frente nos ltimos anos, sobretudo com a ignio da fuso nuclear alcanada no ano passado no Laboratrio Nacional Lawrence Livermore, nos EUA. Mas a grande maioria dos experimentos para usar a fuso nuclear para gerao de eletricidade ainda usa campos magnticos para confinar o plasma em estruturas chamadas tokamaks e estelaratores.

Usar a fuso nuclear para impulsionar um foguete bem mais simples do que uma usina de fuso nuclear aqui na Terra porque no necessrio sequer confinar magneticamente o plasma – basta control-lo o suficiente para que ele seja acelerado e expelido para o espao. Aqui tambm existem vrias abordagens, mas a Pulsar Fusion est trabalhando no conceito chamado Acionamento Direto por Fuso, no qual o impulso para o foguete vem diretamente da reao de fuso nuclear, sem precisar passar pela etapa intermediria de gerao de eletricidade.

Controle do plasma

No projeto da empresa, o reator gera energia criando um plasma de partculas eletricamente carregadas. Um campo magntico rotativo pega ento esse plasma e o arremessa para o bocal de sada do foguete. Pelos clculos da empresa, com as partculas escapando a velocidades de 800.000 km/h, d para ir a Saturno em dois anos – a sonda Cassini levou sete anos para chegar l.

O problema que mais fcil projetar do que fazer, e controlar um plasma mais quente do que o Sol est longe de ser trivial. Na verdade, ainda entendemos pouco sobre o comportamento do plasma, no apenas para manipul-lo, mas sobretudo para manipul-lo de forma a no interromper o processo de fuso nuclear.

a que entra a equipe da Universidade de Princeton, que possui um projeto chamado “Configurao de Campo Invertido de Princeton”, que j realizou uma srie de experimentos em fsica de plasma para avaliar uma configurao para um reator de energia de fuso.

As duas equipes vo ento se juntar para aplicar as tecnologias de aprendizado de mquina mais avanadas para analisar os dados do reator de Princeton. O objetivo primrio ser tentar entender o comportamento do plasma de fuso superquente em uma configurao de motor de foguete, ou seja, em uma configurao pulsada.

Especificamente, as simulaes avaliaro o desempenho do plasma de fuso nuclear para propulso quando ele sai de um motor de foguete emitindo partculas de exausto a centenas de km/s, o que fornecer os parmetros para ajustar os campos magnticos axiais gerados pelas bobinas.

Simulaes preditivas

Em ltima instncia, os pesquisadores esperam criar simulaes preditivas do comportamento dos ons e eltrons no plasma na configurao de campo reverso. Simulaes preditivas precisas so necessrias para sistemas de circuito fechado, um componente chave para um futuro reator que possa ser usado para propulso de foguetes.

“A humanidade tem uma enorme necessidade de propulso mais rpida em nossa crescente economia espacial, e a fuso oferece 1.000 vezes a potncia dos propulsores de ons convencionais atualmente usados em rbita,” disse Richard Dinan, fundador da Pulsar Fusion. “Em suma, se os humanos podem alcanar a fuso para obter energia, ento a propulso por fuso no espao inevitvel. Acreditamos que a propulso por fuso ser demonstrada no espao dcadas antes de podermos aproveitar a fuso para obter energia na Terra.”

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