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Este 24 de marzo, durante el evento Ignition de la NASA, la propia agencia anunció la misión Reactor Espacial 1 Freedom (SR-1). Esta nave espacial, cuyo lanzamiento está proyectado para finales de 2028, tiene prevista la exploración de Marte incorporando la novedosa tecnología de propulsión eléctrica nuclear, aprovechando el hardware diseñado para la estación espacial lunar Gateway.
Durante la presentación en Ignition, Steve Sinacore, director del programa de Energía Superficial por Fisión de la NASA, describió el SR-1 como un proyecto pionero para la propulsión y la energía nuclear espacial, un esfuerzo que ha avanzado poco durante décadas a pesar de los múltiples intentos que han invertido un total de US$ 20 mil millones. La NASA ya habría estado trabajando en proyectos anteriores de propulsión nuclear, los cuales no se ejecutaron por varios motivos. Entre ellos, se destaca la falta de un impulso sostenido para la tecnología en las misiones, proyectos demasiado ambiciosos, plazos poco realistas y un liderazgo fragmentado. Estos factores coinciden con una evaluación publicada por el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) el verano pasado.
Los componentes del SR-1
“El SR-1 Freedom está diseñado para romper con todos esos patrones”, declaró Sinacore, gracias a la demanda de la tecnología para una misión a Marte. La misión SR-1 Freedom utilizará un reactor nuclear que la NASA planea desarrollar, capaz de generar 20 kilovatios de energía eléctrica mediante uranio de bajo enriquecimiento de alta concentración (HALEU). El reactor se ubicará en un extremo de una estructura de soporte para proteger la electrónica de la nave espacial de la radiación que produce. En el otro extremo de la estructura se ubicará el Elemento de Potencia y Propulsión (PPE, por sus siglas en inglés), que la NASA tenía previsto utilizar en la Gateway.
El PPE, construido por Lanteris Space Systems, fue diseñado originalmente para proporcionar energía y propulsión eléctrica a la Gateway. Se adaptará para convertirse en el sistema de propulsión eléctrica de la SR-1 Freedom, utilizando la energía del reactor. Entre el reactor y el PPE se instalarán radiadores para disipar el calor del reactor. La nave espacial contará con paneles solares para proporcionar energía adicional, especialmente inmediatamente después del lanzamiento, antes de que se active el reactor.
El SR-1 Freedom hará más que simplemente probar la propulsión eléctrica nuclear. Al llegar a Marte un año después de su lanzamiento, desplegará una carga útil científica llamada SkyFall, compuesta por tres helicópteros basados en el helicóptero Ingenuity que acompañó al rover Perseverance, el vehículo robótico activo en Marte desde 2021. Los helicópteros estudiarán un posible futuro lugar de aterrizaje humano en Marte, dijo Sinacore, incluyendo la búsqueda de hielo de agua subterráneo.
Desarrollo cronológico de la tecnología de propulsión nuclear
Más allá de este novedoso proyecto, las agencias espaciales de todo el mundo llevan trabajando décadas con la tecnología de propulsión nuclear. Desde el inicio del Space Nuclear Propulsion (SNP) de la NASA, con el Proyecto Rover en 1955, la carrera por la propulsión nuclear espacial ha evolucionado. Se encuentran prototipos terrestres como el NERVA estadounidense y satélites operativos soviéticos como el RORSAT. Tras un periodo de estancamiento por costos y seguridad, el siglo XXI ha marcado un resurgimiento impulsado por la necesidad de misiones de larga distancia, destacando proyectos actuales como el DRACO de la NASA y el remolcador ruso Nuklon. Hoy en día, potencias como EE. UU., Rusia y China compiten por consolidar esta tecnología, con pruebas en órbita programadas para finales de esta década y la mirada puesta en la colonización de Marte hacia 2040.
Tipos de propulsión nuclear
Dentro de esta tecnología, la propulsión nuclear espacial aprovecha la inmensa densidad energética de la fisión para superar las limitaciones de los combustibles químicos a través de dos tecnologías distintas: la propulsión nuclear térmica (NTP) y la propulsión nuclear eléctrica (NEP). La variante térmica (NTP) utiliza el calor del reactor para expandir directamente un propulsante como el hidrógeno, ofreciendo un empuje potente ideal para misiones tripuladas rápidas a Marte. Por el contrario, la variante eléctrica (NEP) convierte la energía nuclear en electricidad para alimentar motores iónicos, generando un empuje tenue pero extremadamente eficiente y constante, perfecto para sondas de larga duración que viajan a los confines del sistema solar.
Gracias a la alta potencia y mayor eficiencia que los sistemas convencionales, esta tecnología prometedora podría reducir significativamente los tiempos de viaje, ampliar los destinos de alcance y mejorar la carga y la seguridad del viaje. Aunque todavía hay grandes retos por solucionar, el proyecto SR-1 Freedom marca un camino de acción próximo y alcanzable dentro de esta tecnología puntera.
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