Ciencias
La NASA afronta una crisis de combustible 'espacial'
El fin de la producción de plutonio-238 en EE.UU. y Rusia pronto dejará a la NASA sin el combustible 'espacial' más eficaz e imposibilitará misiones a lejanos planetas del sistema solar.
El plutonio-238, un gramo del cual genera cerca de medio vatio, con un período de semidesintegración de 87 años, sigue siendo la más eficaz fuente de energía para los aparatos espaciales tripulados. Precisamente esta sustancia radiactiva alimenta las naves tipo Voyagerque pronto abandonarán el sistema solar. De este combustible también se alimenta el famoso Curiosityque acaba de ser colocado en la órbita de Marte.
La producción de plutonio-238 en EE.UU. terminó en 1988, por lo que ese país comenzó a comprarle plutonio a Rusia. Fue el plutonio ruso el que llevó fuera de la órbita terrestre a Galileo, la primera y única sonda que penetró en la atmosfera de Júpiter, y a otras sondas de la NASA, informa la revista New Scientist .
Sin embargo desde el 2009, Rusia, que experimenta una drástica reducción de sus reservas de plutonio subió sus precios por encima de 6 millones de dólares por kilo, una suma “imposible” para el escaso (en comparación con el Pentágono) presupuesto de la agencia espacial estadounidense.
En 2009, la NASA disponía de 5 kilos de plutonio y se suponía que esa cantidad alcanzaría aproximadamente hasta 2018, si se consume “ajustadamente”. Actualmente, el consumo anual de plutonio-238 por parte de la NASA ronda los dos kilos.
Ahora el problema es que producir plutonio-238 no es fácil ni barato y el restablecimiento de las líneas de producción podría tardar varios años, con un costo de unos 100 millones de dólares, más barato que el precio de un avión de combate tipo F-35 y nada en comparación con el presupuesto de Defensa.
Sin embargo no son dificultades técnicas, sino el propio el Congreso estadounidense (que en principio no tiene nada en contra del presupuesto de 700.000 millones para fines militares), el principal escollo del proyecto “plutonio” (demasiados electores trabajan el sector militar y muchos lobistas suyos están ocupando escaños en el parlamento de EE.UU.). El Parlamento nacional parece no querer aprobar estos 100 millones para la NASA; por lo menos, así piensa la propia agencia.
La constante solar en las orbitas de Júpiter, Saturno y Plutón es 25, 100 y más de 2 000 veces menor que en la Tierra. Por ejemplo, el peso de las baterías solares en las sondas tipo 'New Horizons' en la órbita de Plutón superaría en un 99% del peso del mismo aparato, hecho que técnicamente sería una barbaridad.
La segunda solución, recientemente propuesta por la NASA para la superficie de Venus es el uso de combustible de litio en una mezcla con dióxido de carbono para los motores de Stirling, puesto que las baterías solares en la superficie de Venus, donde la atmósfera es 100 veces más densa en la Tierra, tampoco aportarían un resultado adecuado. El problema es que además de Venus, tal alternativa sería aplicable solo en Marte y con una dificultad: la poca densidad de la atmósfera de este planeta obligará a desarrollar una bomba para obtener las cantidades necesarias de hidrógeno, en caso contrario habrá que reducir la potencia de la planta propulsora Stirling.
La tercera solución es producir plutonio-238. Pero para tal caso, los especialistas del Centro de Estudios Espaciales Nucleares ofrecieron a la NASA un método más barato y simple: proponen prescindir de cargar un reactor nuclear con neptunio-237 durante un año, donde bajo el efecto de los neutrones se generará el plutonio-238 para después sacarlo de allí mediante complejos procedimientos químicos.
El truco que se ofrece es usar una línea de alimentación mecánica tipo una cinta que rodee el reactor, con pequeñas cápsulas dentro que contengan neptunio-237. En pocos días se podría sacar de estas cápsulas el neptunio, 0,01% del cual se convertiría en plutonio-238. Separado el neptunio del plutonio, las cápsulas se cargarían nuevamente con neptunio. Y así se darían miles vueltas para crear kilos del material que necesita la NASA.
Dicho método permitiría acortar el tiempo de la irradiación del neptunio y reduciría la cantidad de innecesarios isotopos generados durante el largo proceso de 'tiroteo' con neutrones.
Se supone que tal tecnología abarataría la producción de plutonio-238 en unos 50 millones de dólares. Sin embargo persisten preocupaciones de carácter político, ligadas al problema de la no proliferación. Mientras el plutonio-238 no podrá ser usado en armas nucleares, el neptunio-237 sí. Es un material apto para hacer armas y una vez bombardeado con neutrones rápidos es capaz de provocar una reacción en cadena.
Hasta ahora no se dio a conocer qué variante preferirá el Gobierno estadounidense y la NASA, dada también la escasez de plutonio-237 en Rusia. Sí está claro que una demora en este asunto pronto hará postergar por muchos años las misiones a lejanos planetas del sistema solar.
La producción de plutonio-238 en EE.UU. terminó en 1988, por lo que ese país comenzó a comprarle plutonio a Rusia. Fue el plutonio ruso el que llevó fuera de la órbita terrestre a Galileo, la primera y única sonda que penetró en la atmosfera de Júpiter, y a otras sondas de la NASA, informa la revista New Scientist .
Sin embargo desde el 2009, Rusia, que experimenta una drástica reducción de sus reservas de plutonio subió sus precios por encima de 6 millones de dólares por kilo, una suma “imposible” para el escaso (en comparación con el Pentágono) presupuesto de la agencia espacial estadounidense.
En 2009, la NASA disponía de 5 kilos de plutonio y se suponía que esa cantidad alcanzaría aproximadamente hasta 2018, si se consume “ajustadamente”. Actualmente, el consumo anual de plutonio-238 por parte de la NASA ronda los dos kilos.
Ahora el problema es que producir plutonio-238 no es fácil ni barato y el restablecimiento de las líneas de producción podría tardar varios años, con un costo de unos 100 millones de dólares, más barato que el precio de un avión de combate tipo F-35 y nada en comparación con el presupuesto de Defensa.
Sin embargo no son dificultades técnicas, sino el propio el Congreso estadounidense (que en principio no tiene nada en contra del presupuesto de 700.000 millones para fines militares), el principal escollo del proyecto “plutonio” (demasiados electores trabajan el sector militar y muchos lobistas suyos están ocupando escaños en el parlamento de EE.UU.). El Parlamento nacional parece no querer aprobar estos 100 millones para la NASA; por lo menos, así piensa la propia agencia.
Tres soluciones para la NASA
Hoy por hoy, la NASA se encuentra ante tres posibles soluciones. La primera es equipar todas las sondas que estudian Marte, Júpiter y Saturno, así como sus módulos, a baterías solares. La dificultad de esta alternativa en Marte son sus tempestades de polvo, capaces de acabar con cualquier aparato propulsado por energía solar, así como los polos marcianos, donde la energía solar que se obtiene en invierno es absolutamente insuficiente para el funcionamiento normal de las sondas.La constante solar en las orbitas de Júpiter, Saturno y Plutón es 25, 100 y más de 2 000 veces menor que en la Tierra. Por ejemplo, el peso de las baterías solares en las sondas tipo 'New Horizons' en la órbita de Plutón superaría en un 99% del peso del mismo aparato, hecho que técnicamente sería una barbaridad.
La segunda solución, recientemente propuesta por la NASA para la superficie de Venus es el uso de combustible de litio en una mezcla con dióxido de carbono para los motores de Stirling, puesto que las baterías solares en la superficie de Venus, donde la atmósfera es 100 veces más densa en la Tierra, tampoco aportarían un resultado adecuado. El problema es que además de Venus, tal alternativa sería aplicable solo en Marte y con una dificultad: la poca densidad de la atmósfera de este planeta obligará a desarrollar una bomba para obtener las cantidades necesarias de hidrógeno, en caso contrario habrá que reducir la potencia de la planta propulsora Stirling.
La tercera solución es producir plutonio-238. Pero para tal caso, los especialistas del Centro de Estudios Espaciales Nucleares ofrecieron a la NASA un método más barato y simple: proponen prescindir de cargar un reactor nuclear con neptunio-237 durante un año, donde bajo el efecto de los neutrones se generará el plutonio-238 para después sacarlo de allí mediante complejos procedimientos químicos.
El truco que se ofrece es usar una línea de alimentación mecánica tipo una cinta que rodee el reactor, con pequeñas cápsulas dentro que contengan neptunio-237. En pocos días se podría sacar de estas cápsulas el neptunio, 0,01% del cual se convertiría en plutonio-238. Separado el neptunio del plutonio, las cápsulas se cargarían nuevamente con neptunio. Y así se darían miles vueltas para crear kilos del material que necesita la NASA.
Dicho método permitiría acortar el tiempo de la irradiación del neptunio y reduciría la cantidad de innecesarios isotopos generados durante el largo proceso de 'tiroteo' con neutrones.
Se supone que tal tecnología abarataría la producción de plutonio-238 en unos 50 millones de dólares. Sin embargo persisten preocupaciones de carácter político, ligadas al problema de la no proliferación. Mientras el plutonio-238 no podrá ser usado en armas nucleares, el neptunio-237 sí. Es un material apto para hacer armas y una vez bombardeado con neutrones rápidos es capaz de provocar una reacción en cadena.
Hasta ahora no se dio a conocer qué variante preferirá el Gobierno estadounidense y la NASA, dada también la escasez de plutonio-237 en Rusia. Sí está claro que una demora en este asunto pronto hará postergar por muchos años las misiones a lejanos planetas del sistema solar.
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