¿Por qué la NASA no utiliza el concepto de fisión nuclear o fusión para aumentar la velocidad de sus cohetes?

Answer 1

Docenas de experimentos y proyectos se llevaron a cabo en este campo desde principios del siglo XX. El más prometedor se conocía como NERVA: motor nuclear para la aplicación de vehículos cohetes. Este fue un “programa de desarrollo de motores de cohetes térmicos nucleares” de EE. UU., Un esfuerzo conjunto de la Comisión de Energía Atómica de EE. UU. Y la NASA que duró aproximadamente dos décadas. NERVA fue administrado por la Oficina de Propulsión Nuclear Espacial (SNPO) hasta que tanto el programa como la oficina terminaron a fines de 1972; entiendo que las razones fueron políticas.

Otro fue el cohete Fragmento de Fisión, que es un diseño de motor de cohete. en lugar de usar un fluido separado como masa de trabajo, este modelo aprovecha directamente los productos de fisión nuclear calientes para el empuje. En teoría, el diseño puede producir impulsos específicos muy altos. El desarrollo probablemente esté en curso.

Debido a que las tecnologías eran inherentemente peligrosas, hasta ahora no se consideraban en contextos no militares. Hubo desafíos obvios, desde irradiar a la tripulación y el sitio de lanzamiento, hasta la severa interrupción causada por los pulsos electromagnéticos, más los peligros de un catastrófico accidente nuclear que destruyó una parte considerable del país.

Lo último de la serie proviene de Rusia. Aparentemente, la Agencia Espacial Federal de Rusia anunció recientemente que está desarrollando una nave espacial de propulsión nuclear para viajes al espacio profundo. El diseño preliminar se realizó en 2013 y se planean nueve años más para su desarrollo y montaje en el espacio.

Según la RFSA, la propulsión podrá apoyar la misión humana a Marte, con cosmonautas que permanecerán en el planeta Rojo durante 30 días. Este viaje a Marte con propulsión nuclear y una aceleración constante tomaría seis semanas, en lugar de ocho meses, utilizando la propulsión química utilizada actualmente, suponiendo un empuje 300 veces mayor.

¡Quién sabe, los rusos aún pueden sorprendernos!

Answer 2

No tenemos tecnología de fusión controlada, por lo que podemos descartarlo de inmediato. Como Stephen Clements señala en su respuesta, hay una muy buena posibilidad de propulsión por fusión pulsada (vea su respuesta para más detalles), pero aún no tenemos eso en una forma utilizable.

La propulsión nuclear se consideró hace décadas y se rechazó por varias razones.
Ver:
NERVA
y
Proyecto Orion (propulsión nuclear)

El Proyecto Orión (no el proyecto actual) era viable en concepto; un modelo de prueba que usaba explosivos convencionales funcionó bastante bien Las prohibiciones (¡completamente sensatas!) De las pruebas nucleares atmosféricas pusieron fin a esa idea. Incluso usar esa técnica en el espacio es una idea problemática: ¿quién quiere darle a un grupo de personas tantas armas nucleares utilizables?

NERVA era bastante viable, pero la idea de un “cohete nuclear” se hizo tan popular como un gusano en una manzana.

Editado para agregar detalles sobre la propulsión nuclear y para reconocer el comentario de Stephen Clements sobre la propulsión de fusión pulsada.

Answer 3

Debido a la política, principalmente. El Proyecto Orión, si se construye, haría que los viajes interplanetarios sean un juego de niños. Pero sería bastante costoso y hace que mucha gente retroceda por miedo porque involucra miles de [pequeñas] bombas nucleares.

Ni siquiera es el diseño más loco, me viene a la mente el Nuclear Salt Water Rocket. Pero hay muchos diseños menos espeluznantes que se estrangularon porque el público tiene miedo a las armas nucleares, y el estado de bienestar es aparentemente más importante que el espacio. NERVA fue realmente construido, y cosas como los cohetes Gas Core son bastante factibles. Ahora, obviamente, la propulsión nuclear no es lo que quieres usar en el planeta, pero la cuestión de la contaminación es mucho menos importante en el espacio.

En cuanto a la fusión, nadie ha podido aprovecharla aún, por lo que ni siquiera está sobre la mesa. Por ahora podríamos colonizar todo el sistema sangriento sin siquiera tocar He3.

Answer 4

Estas reacciones liberan enormes cantidades de energía en un corto período de tiempo, lo que dificulta su aprovechamiento y uso con fines pacíficos. Todavía no hemos sido capaces de aprovechar la fusión nuclear para obtener energía en la tierra, olvidarnos en el espacio. Sin mencionar que la fusión tiene lugar a aproximadamente un millón de grados. Dichas temperaturas existen solo en el núcleo del sol, o en el impacto de una bomba nuclear.

Answer 5

Los trusters de plasma son las mejores opciones disponibles para aumentar la velocidad del cohete. La fusión aún no es sostenida. En ITER las personas están tratando de lograrlo y para la fisión, la masa crítica requerida es muy grande para mantener la reacción en cadena. En cualquier caso, queremos minimizar la carga. Y las fuentes de plasma son las mejores opciones posibles. ¡Supongo!