Más allá de la energía solar captada a través de paneles, las agencias espaciales de todo el mundo apuestan por los reactores nucleares como la base de sus estrategias de colonización lunar y marciana para las próximas décadas. Debido a ello, algunas compañías se encuentran desarrollando diferentes tipos de propuestas centrándose en aspectos tan importantes como la modularidad y la portabilidad para poder lanzarse desde los cohetes rumbo al cosmos.

Rolls-Royce, que además de coches de lujo y motores de avión también tiene su rama nuclear, acaba de presentar el Space Micro-Reactor Concept Model (Modelo Conceptual de Microrreactor Espacial, en castellano) en la Conferencia del Espacio de Reino Unido. Es parte de un programa impulsado por la propia Agencia Espacial del país insular para "realizar una demostración inicial de un reactor nuclear modular lunar", según publican en una nota.

La firma del proyecto se llevó a cabo el pasado marzo por un valor de 3,38 millones de euros, momento en el que los ingenieros de la compañía comenzaron a trabajar en el diseño del reactor. El evento espacial fue el elegido para presentar por primera vez un modelo no funcional del sistema que, si todo sale bien, en un futuro viajará a bordo de una nave espacial para instalarse en la Luna y dotar de energía eléctrica a los astronautas.

Energía en la Luna

El desarrollo del programa Micro-Reactor "proporcionará la energía necesaria para que los humanos vivan y trabajen en la Luna", según recogió Rolls-Royce en un comunicado en marzo, cuando se aprobó la partida presupuestaria del proyecto. También indican que todas las misiones espaciales dependen de una fuente de energía para respaldar los sistemas de comunicaciones, el soporte vital y los experimentos científicos. Y la energía nuclear "tiene el potencial de aumentar drásticamente la duración de futuras misiones lunares y su valor científico".

Al ser una fuente independiente de las condiciones climáticas, la nuclear se ha posicionado como una de las mejores soluciones en el siempre exigente escenario espacial. El desarrollo de este tipo de reactores nucleares de pequeño tamaño y peso, si se compara con otros sistemas de generación, "podría permitir energía continua independientemente de la ubicación, la luz solar disoponible y de otras condiciones ambientales". Este último factor podría ser clave, por ejemplo, en las grandes tormentas de polvo que existen en planetas como Marte.

Representación del reactor nuclear en la Luna Rolls-Royce

La compañía se encuentra trabajando junto con algunos colaboradores académicos como la Universidad de Oxford, Universidad de Bangor, la de Brighton y el Centro de Investigación de Fabricación Avanzada de la Universidad de Sheffield. Las investigaciones científicas se centrarán en el combustible utilizado para generar calor, el método de transferencia de calor —conocido como intercambiador— y la tecnología necesaria para convertir ese calor en electricidad. Una de las líneas de negocio de Rolls-Royce es la fabricación de turbinas de vapor para propulsores nucleares.

Las aplicaciones potenciales de la tecnología de microrreactor Rolls-Royce "son amplias y podrían respaldar casos de uso comerciales y de defensa, además de aquellos en el espacio". Según explican, la propulsión espacial puede ser otro de los pilares clave para esta tecnología. "La potencia continua y la propulsión eficiente también pueden proporcionar a los satélites un movimiento más flexible para proteger y defender órbitas clave".

Este último apunte es clave en una semana en la que Estados Unidos, Australia y Reino Unido —la conocida como coalición AUKUS, por sus iniciales en inglés— han firmado un acuerdo por el que participan e impulsan DRAC. Este sistema es un escudo de monitorización de satélites capaz de detectar de forma anticipada cuándo uno de los orbitadores de la coalición está en peligro de colisión. La combinación de DRAC junto con satélites propulsados con reactores nucleares podría ser un pilar más dentro de los diversos programas de protección espacial.

"La exploración espacial es el laboratorio definitivo para muchas de las tecnologías transformadoras que necesitamos en la Tierra: desde materiales hasta robótica, nutrición, tecnologías limpias y mucho más", declaró el pasado marzo George Freeman, ministro de Estado del Departamento de Ciencia, Innovación y Tecnología de Reino Unido. "Mientras nos preparamos opara ver a los humanos regresar a la Luna por primera vez en más de 50 años, respaldamos las investigaciones interesantes como este reactor modular lunar".

Propuesta de la NASA

La Administración Espacial de Estados Unidos también tiene algunos programas e iniciativas que promueven el desarrollo de tecnología nuclear para su uso en entornos espaciales. En junio de 2022 y junto al Departamento de Energía, la NASA anunció que otorgará 15 millones de dólares (unos 12 millones de euros) para 3 diseños conceptuales de reactores de fisión nuclear de 40 kW con el fin de probarlos en la superficie lunar en el 2030.

El programa, denominado Fission Surface Power, tiene como fin la generación eléctrica para suministro de las instalaciones e infraestructuras que se dispondrán en la Luna. Además, deberá resistir a las condiciones extremas del medio, tanto a periodos de perpetua exposición solar a 120 grados centígrados como a la sombra más absoluta con temperaturas inferiores a 100 bajo cero.

Ilustración conceptual de un sistema de energía por fisión en la Luna. NASA NASA

La idea de la NASA es emplear este tipo de energía en pequeños reactores que no sean complicados de integrar en los cohetes, a la par que lo suficientemente ligeros como para no sacrificar autonomía en cada uno de los lanzamientos. Del mismo modo, se busca que la fuente tenga un combustible lo más denso posible, por las mismas razones, y que proporcione gran estabilidad.

Las concesionarias de la primera fase del contrato fueron Lockheed Martin, IX y Westinghouse; con sus respectivos colaboradores y socios. "El proyecto Fission Surface prower es un primer paso muy factible para que Estados Unidos establezca energía nuclear en la Luna", dijo John Wagner, director del Laboratorio Nacional de Idaho. "Espero ver lo que logrará cada uno de estos equipos".

Esta primera fase del programa proporcionará a la NASA "información crítica de la industria que puede conducir al desarrollo conjunto de un sistema de energía de fisión completamente certificado para el vuelo", aseguraron desde la Agencia en una nota. Estas tecnologías desarrolladas también ayudarán a "madurar los sistemas de propulsión nuclear que dependen de los reactores para generar energía"; como sistemas que podrán emplearse en misiones de exploración del espacio profundo.

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