Uma nave espacial movida a fusão pode não ser apenas um
sonho de ficção científica por muito mais tempo. O motor da tecnologia Direct
Fusion Drive (DFD) poderá voar pela primeira vez em 2028, se tudo correr conforme
o planeado. Com esta tecnologia poder-se-ia enviar uma sonda para Saturno e
esta demoraria apenas dois anos a la chegar.
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The PFRC-2, at Princeton Plasma Physics Laboratory in New Jersey.
(Photo Elle Starkman/PPPL Office of Communications)
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Isso seria uma grande notícia para os entusiastas do espaço.
O DFD do tamanho de uma minivan poderia impulsionar uma nave de 10.000 kg para
Saturno em apenas dois anos, ou até Plutão em cinco anos, afirmaram os membros
da equipe que trabalha neste projeto. (Para comparaçao a missão Cassini da NASA
chegou a Saturno em 6,75 anos, e a sonda New Horizons da agência levou 9,5 anos
para chegar a Plutão.)
O motor funciona como uma potente fonte de energia, o que
significa que a tecnologia pode ter uma ampla gama de aplicações fora da Terra.
Por exemplo, o DFD poderia ajudar a alimentar a estação
espacial, conhecida como Gateway , assim como bases na Lua e em Marte, disse
Stephanie Thomas, vice-presidente da Princeton Satellite Systems em Plainsboro,
Nova Jersey, no mês passado, durante uma apresentação com o grupo de trabalho
de Operações no Espaço Futuro da NASA.
O DFD é uma variante do Princeton Field-Reversed
Configuration (PFRC), um conceito de reator de fusão inventado no início dos
anos 2000 por Samuel Cohen do Laboratório de Física de Plasma de Princeton
(PPPL). O DFD é basicamente um reator PFRC com uma extremidade aberta, através
do qual o escape flui para gerar impulso, explicou Thomas.
No interior do DFD existirá plasma quente magneticamente
contido de hélio-3 e deutério, um tipo especial de hidrogênio
"pesado" que tem um nêutron no seu núcleo (ao contrário do hidrogênio
"normal", que não tem nêutrons). Os átomos desses elementos fundir-se-ão
dentro deste plasma, gerando muita energia, e muito pouca radiação perigosa,
disse Thomas.
O plasma de fusão aquece o propelente frio que sai como um
escape. Este propulsor é direcionado por um bocal na parte traseira do motor,
produzindo impulso.
Todo esse calor se traduz em muita energia, provavelmente
entre 1 e 10 megawatts, disse Thomas. O DFD utilizará essa energia, usando um
mecanismo "Brayton cycle" para converter grande parte do calor em
eletricidade.
Isso significa que uma missão DFD seria capaz de realizar um
grande trabalho científico depois de chegar ao seu destino. Por exemplo, um
orbitador de Plutão equipado com fusão poderia enviar energia para um módulo de
pouso na superfície do planeta anão e também enviar vídeos de alta definição de
volta à Terra, disse Thomas.
A fusão nuclear é lendariamente difícil de dominar, ninguém
conseguiu ainda demonstrar um reator de fusão comercialmente viável em larga
escala. (Como diz a velha piada, "Fusão é a fonte de energia do futuro, e
sempre será.") Mas Thomas e sua equipa acham que o seu conceito tem uma hipótese
muito real de ter sucesso.
"O DFD é diferente de outros conceitos de reatores de
fusão", disse ela, citando o pequeno tamanho do reator, operação limpa,
baixa radiação e método único de aquecimento por plasma (que emprega uma antena
de ondas de rádio).
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| Sonda Cassini Photo Pixabay |
China está construindo uma estação de energia solar orbital
A equipe do DFD conseguiu recentemente financiamento de
várias agências para continuar desenvolvendo o conceito. Por exemplo, o
trabalho de 2016 a 2019 foi financiado por duas vezes pelo programa NASA
Innovative Advanced Concepts, que visa fomentar o desenvolvimento de tecnologia
de voos espaciais potencialmente revolucionária.
O DFD recebeu também um prêmio da Agência de Projetos de
Pesquisa Avançada-Energia (ARPA-E) este ano, que financiará mais
desenvolvimento até o próximo ano.
A equipe já demonstrou alguns conceitos básicos com a experiencia
PFRC-1, que foi executado no PPPL de 2008 a 2011, e o PFRC-2, que está operando
agora. Os investigadores ainda não conseguiram a fusão, mas esperam fazê-lo com
o PFRC-4 em meados de 2020.
Um protótipo de voo seria logo testado. Uma missão real
poderia vir depois de um voo de demonstração bem sucedido,talvez já em 2028,
disse Thomas
Sonda movida a vapor poderia explorar o espaço para sempre
Fonte//Space
