A exploração espacial tem desafiado a imaginação e a engenhosidade humana por décadas, e a jornada até Marte permanece como um dos maiores obstáculos a serem superados no campo da ciência. A viagem não é para os fracos de coração; não envolve dias ou semanas, mas anos de planejamento, preparação e tecnologia de ponta. Contudo, inovações emergentes na propulsão espacial, especialmente a propulsão nuclear elétrica, prometem reduzir significativamente o tempo necessário para essa missão monumental.
Uma das opções mais promissoras que a NASA está explorando é a propulsão nuclear elétrica, um sistema que utiliza um reator nuclear para gerar eletricidade. Essa eletricidade ioniza – ou carrega positivamente – e acelera propulsores gasosos, permitindo que a espaçonave atinja velocidades que poderiam permitir um transporte mais rápido entre a Terra e Marte. Em um desenvolvimento recente, pesquisadores do Centro de Pesquisa Langley da NASA, localizado em Hampton, Virginia, estão progredindo em um projeto inovador que busca descomplicar um dos elementos críticos da propulsão nuclear elétrica: o sistema de dissipação de calor.
Denominado MARVL, que significa Radiadores Montados Modularmente para Veículos de Propulsão Nuclear Elétrica, o projeto visa dividir este sistema essencial em componentes menores que podem ser montados de forma robótica e autônoma no espaço. De acordo com Amanda Stark, engenheira de transferência de calor e investigadora principal do projeto, essa abordagem não apenas elimina a necessidade de tentar encaixar todo o sistema em um único fairing de foguete, mas também proporciona uma oportunidade para otimizar o projeto. “Ao fazer isso, conseguimos loosen up o design um pouco e realmente otimizá-lo,” explicou ela.
A importância de “afrouxar” o design é crítica, visto que propostas anteriores exigiam que o sistema de radiadores elétricos nucleares fosse acomodado em um único cone de foguete, o que representa um grande desafio de engenharia. Uma vez totalmente implantado, o sistema de radiadores poderia ocupar uma área equivalente à de um campo de futebol, o que tornava extremamente complicado o processo de dobrar e manter este gigantesco equipamento dentro da ponta de um foguete. Com a tecnologia do MARVL, novos horizontes se abrem, permitindo que pesquisadores enviem partes menores do sistema ao espaço de formas mais práticas, e posteriormente as montem em órbita, um passo que pode se revelar revolucionário.
Uma vez no espaço, robôs seriam responsáveis por conectar os painéis radiadores do sistema de propulsão elétrica nuclear, pelos quais um líquido refrigerante metálico, como uma liga de sódio e potássio, circula. Embora isso ainda represente um desafio de engenharia considerável, é exatamente o tipo de desafio que especialistas em montagem no espaço da NASA Langley têm enfrentado há décadas. O projeto do MARVL pode acabar se tornando um marco significativo nesse campo, pois a montagem no espaço não é apenas um complemento para a tecnologia existente, mas influenciará diretamente o design da própria espaçonave.
“Veículos existentes não consideraram a montagem no espaço durante o processo de design, então temos a oportunidade aqui de dizer: ‘Vamos construir esse veículo no espaço. Como fazemos isso? E como ele se parecerá se fizermos isso?’ Acredito que isso irá expandir o que pensamos quando se trata de propulsão nuclear,” afirmou Julia Cline, mentora do projeto no Diretório de Pesquisa da NASA Langley e responsável pela participação do centro no desenvolvimento do plano de maturação da tecnologia de propulsão nuclear elétrica, um precursor do projeto MARVL. Este plano foi conduzido a partir do projeto de Propulsão Nuclear Espacial do Centro de Voo Espacial Marshall em Huntsville, Alabama.
O projeto MARVL recebeu apoio da Diretoria de Missões de Tecnologia Espacial da NASA através da Iniciativa de Carreira Inicial, que oferece à equipe dois anos para avançar o conceito. Stark e seus colegas estão colaborando com um parceiro externo, Boyd Lancaster, Inc., para desenvolver o sistema de gerenciamento térmico, e contam também com engenheiros de design de radiadores do Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland e engenheiros de fluidos do Centro Espacial Kennedy na Flórida. Após esses dois anos de desenvolvimento, a equipe espera levar o design do MARVL a uma demonstração em pequena escala no solo.
A ideia de construir um sistema de propulsão nuclear de forma robótica no espaço está despertando a imaginação de muitos. “Um de nossos mentores comentou: ‘É por projetos assim que eu queria trabalhar na NASA,’” compartilhou Stark, visivelmente entusiasmada com a oportunidade de participar deste projeto de vanguarda. “É incrível porque estou tão feliz de estar envolvida nisso, e sinto o mesmo sentimento.”
O suporte adicional para o projeto MARVL provém da contínua iniciativa da NASA em maturar tecnologias para operações ao redor da Lua, exploração próximo à Terra, missões científicas em profundidades do espaço, e exploração humana utilizando propulsão nuclear elétrica e propulsão térmica nuclear. Se o MARVL se concretizar com sucesso, poderemos estar diante de uma nova era nas viagens espaciais, levando a humanidade um passo mais perto de Marte e eliminando as barreiras que tradicionalmente limitaram nossas ambições no cosmos.
