Así es el minirreactor nuclear que utilizarán los astronautas para poder vivir en la Luna y Marte

Los planes de la NASA para la exploración espacial pasa necesariamente por la adquisición de nuevas tecnologías, como la revolución nuclear de las naves espaciales, que nos permitirá viajar a Marte en la mitad de tiempo. Aún así, la ambición a largo plazo es mucho mayor que enviar naves a la Luna o Marte: pasa por instalar bases permanentes para llevar a cabo nuevas investigaciones y como punto de partida o repostaje para futuras misiones aún más lejanas. 

Para poder hacer realidad este objetivo, hace falta resolver un grave problema tecnológico: el suministro de energía, ya que los paneles solares de momento no consiguen cubrir la demanda eléctrica que podría tener una instalación de este tipo. Y la respuesta es la misma: es necesaria la energía nuclear. Por eso, compañías como Rolls-Royce, que también ha sido la primera en utilizar hidrógeno verde en un motor de avión, están desarrollando microrreactores nucleares capaces de ofrecer la potencia suficiente para hacer viables las primeras colonias lunares.

Es algo que también entra en los planes de China y que la NASA, bajo el nombre Fission Surface Power y junto al Departamento de Energía de Estados Unidos, puso en marcha este verano para conseguir tres diseños conceptuales de reactores de fisión nuclear de 40 kW. La idea es ponerlos a prueba en la superficie lunar en el año 2030, y Rolls-Royce aspira a ser una de las compañías que logren ese hito trascendental para la humanidad.

Bases y naves nucleares

A principios de 2021, Rolls-Royce firmó un contrato de investigación con la Agencia Espacial del Reino Unido para que sus ingenieros trabajaran junto a científicos de todo el país para explorar todo el potencial de la energía nuclear. Sobre el papel, esta energía ofrecerá la posibilidad de una exploración espacial más profunda y duradera en las próximas décadas.

"La energía y propulsión nucleares espaciales son un concepto revolucionario que podría dar pie a futuras misiones al espacio profundo que nos lleven a Marte y más allá", aseguró entonces Graham Turnock, director ejecutivo de la UK Space Agency, en un comunicado de prensa. "Este estudio nos ayudará a comprender el apasionante potencial de las naves espaciales de propulsión atómica, y si esta tecnología naciente podría ayudarnos a viajar más lejos y más rápido que nunca por el espacio".

Ilustración de una futura nave espacial de largo alcance Rolls-Royce Omicrono

Más conocido por sus coches de lujo, el fabricante Rolls-Royce lleva 60 años construyendo los reactores nucleares de los submarinos británicos. La compañía confía en que su experiencia en este terreno para que les ayude a competir en esta nueva carrera espacial. 

Desde 2021, ingenieros y científicos han estado trabajando intensamente y los primeros frutos de su esfuerzo han sido compartidos por la compañía con la agencia de noticias Reuters. "La energía solar fotovoltaica es una buena alternativa, pero hay circunstancias en las que este tipo de energía no puede darte la potencia que necesitas en el espacio. El tipo de reactores que estamos desarrollando son los que ofrecerán nuevas oportunidades", asegura en el vídeo Matthew Marriott, ingeniero del departamento aeroespacial de Rolls-Royce. 

Marriott es uno de los desarrolladores de este primer prototipo operativo de microrreactor nuclear que, según la firma, estará listo para 2028. Su desarrollo es crucial para los planes de la NASA, ya que se necesitará una fuente de energía fiable para ofrecer un suministro constante y potente a los futuros colonos.

Los astronautras pasarán meses en la base lunar para aprender las habilidades necesarias para misiones con destinos más lejanos. Y mantener a una población en un lugar como la Luna, por pequeña que sea, requerirá de una cantidad considerable de energía para que sea realmente habitable. 

Prototipo de micro reactor nuclear de Rolls-Royce Rolls-Royce/Reuters Omicrono

La energía nuclear también puede contribuir decisivamente a propulsar los motores de los futuros cohetes y naves espaciales. Según algunas estimaciones, este tipo de motor podría ser el doble de eficiente que los motores químicos actuales. Así, las naves propulsadas con energía nuclear podrían llegar a Marte en sólo 3 o 4 meses, la mitad del tiempo del viaje más rápido posible actualmente.

Eso no sólo supondría un ahorro crucial de tiempo, sino que reduciría radicalmente la dosis de radiación que reciben los astronautas, que puede ser letal si la misión se prolonga demasiado. La magnitud de la dosis aumenta cuanto más tiempo se pasa en el espacio profundo, lejos de la protección que proporciona la magnetosfera terrestre.

Alternativas terrestres

De momento no hay más datos sobre los microreactores de Rolls-Royce, pero otras compañías ya están desarrollando sus propias alternativas, que en un futuro también podrían interesar a la NASA y otras agencias espaciales. 

Y es que el uso de estos microreactores no se limita al espacio, sino que también pueden tener muchos usos aquí en la Tierra. "Pueden ser utilizados tras una catástrofe, por ejemplo", afirma Gary Jones, director de Fabricación e Innovación en Rolls-Royce. "Puedes transportar uno de estos sistemas en cuestión de horas para reestablecer el suministro eléctrico. También podremos reemplazar los generadores eléctricos o utilizarlos para propulsar el transporte marítimo".

Mini reactor nuclear de Mitsubishi Mitsubishi Heavy Industries Omicrono

Es el caso de Mitsubishi, cuyo proyecto es construir reactores nucleares tan compactos que quepan en camiones. El objetivo es generar 500 kilovatios de potencia en un reactor de 3 metros de ancho, 4 de alto y un peso inferior a las 40 toneladas. La idea es que puedan emplearse en redes eléctricas de menor dimensión y construirse en lugares de difícil acceso, donde las grandes centrales no serían prácticas dado su elevado coste y la complejidad de su construcción.

Como combustible, el sistema utilizará uranio altamente enriquecido hasta que se agote, sin necesidad de reemplazo durante aproximadamente 25 años. Una vez consumido, el mini reactor al completo podrá ser recuperado y almacenado sin generar nuevos residuos tóxicos. Lo más factible es que se instalen bajo tierra, con el fin de reducir el riesgo de desastres naturales o posibles ataques terroristas.

Ilustración de reactor de fusión nuclear Avalanche Energy Omicrono

Hay quien busca reactores nucleares todavía más pequeños, del tamaño de un extintor. Es el caso de dos exingenieros de Blue Origin, la empresa aeroespacial de Jeff Bezos, que bajo la firma Avalache Energy investigan en las posibilidades de la fusión nuclear. 

Orbitron, su diseño modulable y compacto, plantea la posibilidad de generar solo la energía que se necesita para un hogar, entre 5 kW y 15 kW. De esta forma, se puede utilizar en casa para poner a funcionar los electrodomésticos o usarlo en un aparcamiento para cargar varios coches eléctricos. 

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