La Agencia Espacial Europea (ESA, en sus siglas en inglés) está empezando a estudiar cómo usar energía nuclear para propulsar sus naves. Durante décadas las naves han sido empujadas por carburantes químicos y por paneles solares, pero la capacidad de cargar carburante es limitada y los paneles solares pierden su eficacia según las naves se van alejando del sol. La solución ideada pasa por el uso de pequeños reactores nucleares para generar electricidad que alimente motores eléctricos. Serviría para propulsar naves y para mantener operativas futuras instalaciones fijas en suelo de la Luna y, más adelante, de Marte.
La idea de usar energía nuclear en el espacio es antigua, pero la ESA acelera desde el año pasado, cuando por primera vez completó un estudio sobre propulsión nuclear térmica. En marzo de este año presentó los resultados de otro estudio, dedicado esta vez a propulsión nuclear eléctrica. Y este verano europeo anunció que prepara una cadena de suministro totalmente europea para tener plutonio-238, esencial para alimentar sondas y vehículos espaciales que operen durante años lejos del sol.
La primera idea que se empezó a estudiar fue con ayuda de las empresas francesas ArianeGroup y Framatome Space. Se trataba de utilizar un reactor de fisión para calentar hidrógeno, que al expulsarlo por las toberas empujaría a la nave. La nave o cohete sería más eficiente y más rápida, reduciendo por ejemplo el viaje a Marte, que actualmente ronda los nueve meses. Además, las naves podrían ser mayores y llevar más carga.
Esa idea evolucionó en los últimos meses, según cuenta ahora la ESA. La última innovación se llama ‘Rocketroll’ y es un estudio que aboga por dotar a las naves y cohetes de motores eléctricos que se alimentarían de la electricidad que generaran esos pequeños reactores nucleares. Esos motores serían aún más eficientes, el combustible de los reactores durarían más años y las naves serían aún más rápidas y con mas capacidad de carga.
La última idea es más eficiente porque proporcionaría, explica la ESA, enormes cantidades de energía durante períodos mucho más largos. En ese plan participan varios consorcios de empresas europeas, liderados por los belgas de Tractebel, los franceses del CNRS y los checos del OHB Czech Space.
En los estudios se están analizando desde dispositivos nucleares muy pequeños que generen varios cientos de kilovatios hasta algo mayores con capacidad para varios megavatios. El mínimo, según la ESA, serían 100 kilovatios porque los estudios estiman que por debajo de ese umbral la energía solar sigue siendo más eficiente.
Europa investiga el uso de la energía nuclear en el espacio porque los sistemas de propulsión actual tienen límites y no permiten ni misiones exteriores al Sistema Solar ni operaciones prolongadas en la Luna y, eventualmente, en Marte.
La Luna tiene además un problema energético insalvable para las misiones tradicionales. Una noche lunar dura unos 14 días terrestres. Cualquier proyecto de presencia permanente necesita acumular energía para resistir esos 14 días en que los paneles solares no generarán electricidad. O se acumula esa energía en baterías o se mantiene una fuente energética independiente, que podría ser un reactor nuclear.
La ESA tiene en cuenta la seguridad, que será uno de los grandes obstáculos. Por eso investiga diseños de reactores que permitan que permanezcan inactivos durante el lanzamiento y sólo sean activados una vez estén en una órbita segura. Se trata de que, en caso de accidente al despegar, el combustible nuclear no se disperse.
Para la ESA, el proyecto Rocketroll tiene la aplicación de mover cohetes y naves, pero también de ser la base para crear un sistema energético permanente en la Luna basado en pequeños reactores nucleares. Ese sistema generaría la electricidad suficiente para mantener sistemas de comunicaciones, vehículos, robots, instalaciones científicas y viviendas sin depender ni de grandes baterías ni de paneles solares.
Europa quiere además hacer todo esto sin depender de Estados Unidos y mucho menos de Rusia. Por eso los estudios incluyen el proyecto Endure, realizado por la belga Tractebel con apoyo de un centro de investigación nuclear belga, SCK CEN. Se trataría de desarrollar toda la cadena de suministro necesaria para producir de forma independiente plutonio-238 para aplicaciones espaciales.
Ese tipo de plutonio no se suele utilizar en reactores nucleares convencionales. Estados Unidos lo ha usado en misiones espaciales. Por eso habla de “baterías nucleares”. Eso le permite operar sondas espaciales en lugares donde la energía solar no llega con suficiente fuerza. El problema es que es muy escaso y Europa depende de Washington.
El proyecto belga considera que los europeos podrían generar esa capacidad por sí solos. Tienen el insumo necesario (neptunio-237), reactores de investigación preparados y conocimientos técnicos, sobre todo en Bélgica y Francia. La ESA ya puso en marcha equipos específicos para seguir adelante con estas investigaciones.