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Por Sue Nelson
27/04/2024 05h00 Atualizado 27/04/2024
A energia nuclear pode ser a solução para abastecer futuras bases 🍉 lunares —
: GETTY IMAGES via champions league 2024
Como muitas outras histórias de ficção científica, a série de TV britânica Espaço: 1999, 🍉 dos anos 1970, começa com um estrondo.
Uma explosão nuclear tira a Lua da órbita da Terra e lança a base 🍉 lunar Alpha e seus moradores para uma emocionante aventura pelo espaço sideral.
Parece claro que a série deixouchampions league 2024marca sobre 🍉 o jovem Elon Musk. Em 2024, ao idealizar os planos dachampions league 2024empresa SpaceX para uma futura base na Lua, 🍉 ele a batizou de Alpha.
Atualmente, a SpaceX trabalha com a Nasa para levar a humanidade de volta à superfície da 🍉 Lua, como parte do programa Artemis da agência espacial americana. Mas a base lunar projetada tem um nome mais pragmático: 🍉 Acampamento Base Artemis.
A Nasa e o Departamento de Estado dos Estados Unidos emitiram orientações combinadas para a exploração lunar pacífica 🍉 na forma dos Acordos Artemis.
Até agora, 36 países assinaram os acordos, incluindo a Índia, Japão, Reino Unido, Canadá, Austrália, Emirados 🍉 Árabes Unidos e a Coreia do Sul.
A China também encabeça o projeto de uma base na Lua com um título 🍉 igualmente prático.
Anunciada em champions league 2024 2024, a Estação de Pesquisa Lunar Internacional tem atualmente como signatários a Rússia, Belarus, Paquistão, Azerbaijão, 🍉 Venezuela, Egito e África do Sul.
Seja qual for a coalizão que construir a primeira base humana na Lua, todas elas 🍉 irão precisar de uma fonte de energia confiável. E muitas empresas e agências espaciais de todo o mundo chegaram à 🍉 mesma conclusão.
"A verdade é que a energia nuclear é a única opção para abastecer uma base lunar", afirma Simon Middleburgh, 🍉 do Instituto de Futuros Nucleares da Universidade de Bangor, no País de Gales.
Os astronautas da missão Apollo ficaram na Lua 🍉 apenas por alguns dias —
: NASA via champions league 2024
O dia na Lua não tem 24 horas, como na Terra, mas 🍉 um mês – 29,5 dias, para ser preciso.
Por isso, existem na Lua duas semanas de luz do dia, seguidas por 🍉 duas semanas de escuro, com temperaturas que atingem -130 °C. Por isso, todas as missões Apollo, entre 1969 e 1972, 🍉 foram realizadas durante o dia lunar e perto do equador da Lua, com temperaturas aceitáveis e luz solar prolongada para 🍉 alimentar os módulos lunares e instrumentos científicos.
No polo sul lunar, onde as eventuais bases provavelmente serão posicionadas, certos locais são 🍉 iluminados pela luz solar por mais de 80% do tempo. Mas as temperaturas podem cair ainda mais em champions league 2024 crateras 🍉 que ficam permanentemente na sombra, onde provavelmente encontraremos água congelada.
E esta água será necessária não só para manter a vida 🍉 dos astronautas, mas também para produzir combustível, já que não existe gás nem óleo na Lua.
"Nuclear é a única opção", 🍉 afirma Middleburgh. "Não podemos levar combustível para lá. Os painéis solares não irão funcionar. Geradores a diesel não irão funcionar 🍉 e os antigos geradores radiotérmicos simplesmente não são suficientemente grandes para gerar a potência necessária."
A Apollo 11 utilizou, pela primeira 🍉 vez na Lua, um gerador termoelétrico de radioisótopos, em champions league 2024 1969. Ele empregava o calor gerado pela degradação de plutônio-238 🍉 radioativo para manter os instrumentos científicos em champions league 2024 temperatura de trabalho.
Na Apollo 12, esse calor era convertido em champions league 2024 eletricidade 🍉 para abastecer um conjunto de instrumentos, marcando o primeiro uso de um reator nuclear na Lua – embora longe da 🍉 escala que temos na Terra. Afinal, o gerador cilíndrico media apenas 45,7 cm x 40,6 cm.
Esta tarefa é um desafio. 🍉 O microrreator nuclear precisará ser suficientemente leve e resistente para viajar 384,4 mil quilômetros até ser instalado em champions league 2024 condições 🍉 extremamente difíceis, que incluem a intrusiva poeira fina, ou regolito, que cobre a superfície lunar.
Primeiros modelos a caminho
Em 2024, a 🍉 Nasa assinou contratos com as empresas Lockheed Martin, Westinghouse e IX, uma colaboração entre as empresas Intuitive Machines e X-Energy.
Recentemente, 🍉 a Intuitive Machines se tornou a primeira empresa comercial a realizar uma aterrissagem suave na Lua – a primeira dos 🍉 Estados Unidos, em champions league 2024 mais de 50 anos.
As bases lunares provavelmente ficarão no polo sul da Lua, que recebe luz 🍉 solar por 80% do tempo em champions league 2024 algumas regiões —
: NASA via champions league 2024
A primeira fase foi completada em champions league 2024 🍉 fevereiro de 2024, com a apresentação de projetos de um reator que poderá abastecer uma base lunar habitável por pelo 🍉 menos uma década.
"Estamos confiantes porque utilizamos tecnologia nuclear em champions league 2024 missões espaciais anteriores, como a Pioneer, Voyager e Cassini, e 🍉 seus sistemas excederam em champions league 2024 muitochampions league 2024vida útil original", afirma Shatel Bhakta, chefe da equipe de arquitetura lunar do 🍉 Centro Espacial Johnson, da Nasa.
"O ambiente inóspito, o desejo de minimizar a massa e o volume, fornecer alta confiabilidade e 🍉 garantir energia sem interrupções para manter a tripulação em champions league 2024 segurança são alguns dos pontos considerados para o projeto de 🍉 um reator para a superfície lunar", explica Bhakta.
"Além disso, devido à longa distância da Terra e aos consequentes atrasos de 🍉 comunicação, o sistema deve ser projetado para funcionar de forma autônoma, independente, com o mínimo de intervenção humana."
Em março, a 🍉 agência espacial russa Roscosmos anunciou que irá construir um reator nuclear lunar com a Administração Nacional do Espaço da China 🍉 até 2035, para abastecer uma base lunar conjunta.
O diretor-geral da Roscosmos, Yuri Borisov, declarou à mídia estatal russa que o 🍉 reator seria construído "sem a presença de seres humanos".
Também em champions league 2024 março, a Agência Espacial Britânica anunciou novos financiamentos no 🍉 valor de 2,9 milhões de libras (cerca de R$ 18,6 milhões) para a demonstração de um reator nuclear modular para 🍉 uso na Lua.
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Depois de um 🍉 estudo inicial em champions league 2024 2024, a colaboração entre os acadêmicos e a indústria britânica é liderada pela Rolls-Royce, um nome 🍉 talvez mais associado a motores a jato e carros de luxo.
"Há mais de 60 anos, a Rolls-Royce vem projetando, fabricando 🍉 e apoiando silenciosamente todos os reatores nucleares dos submarinos da marinha britânica", afirma o engenheiro-chefe do programa Novel Nuclear da 🍉 empresa, Jake Thompson.
"Temos ampla experiência no fornecimento de reatores nucleares muito pequenos, muito compactos", prossegue ele. "Por isso, estamos levando 🍉 essa capacidade para novos domínios que são realmente empolgantes, como a exploração espacial."
A Rolls-Royce está levando para o espaçochampions league 2024🍉 experiência com reatores submarinos —
: ROLLS-ROYCE via champions league 2024
O programa de microrreatores da Rolls-Royce se encontra atualmente em champions league 2024 fase 🍉 de desenvolvimento do conceito. Protótipos dos componentes estão sendo testados e o objetivo é ter um modelo de demonstração pronto 🍉 para fornecimento lunar até 2029.
"Estes são sistemas de reatores baseados em champions league 2024 fissão, que irão usar uma forma de urânio 🍉 levemente enriquecido", explica Thompson. "Temos uma boa ideia de como serão esses sistemas e de quanto eles irão pesar, o 🍉 que é fundamental no espaço."
Cada microrreator da Rolls-Royce irá produzir 50-100 kW e durar pelo menos uma década.
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"Ele é totalmente escalonável. Depende 🍉 das necessidades de arquitetura e da infraestrutura na superfície lunar, mas idealizamos uma microrrede com alguns desses reatores suplementados com 🍉 energia solar no polo sul."
O microrreator terá "o tamanho aproximado de um carro de passeio pequeno e pesará algumas toneladas", 🍉 prossegue Thompson. "Para um reator nuclear, é absolutamente minúsculo. Para um sistema espacial, ainda é relativamente grande."
Muitas organizações consideram que 🍉 a miniaturização é a chave para um projeto bem sucedido, incluindo o Instituto dos Futuros Nucleares, que colabora com o 🍉 projeto da Rolls-Royce.
"Estamos projetando o combustível nuclear mais resistente possível, com base em champions league 2024 algo que estamos estudando há alguns 🍉 anos no Reino Unido, chamado partícula Triso (TRIestrutural ISOtrópica)", afirma Middleburgh.
O microrreator nuclear precisará ser suficientemente leve e resistente para 🍉 viajar 384,4 mil quilômetros até a Lua —
: NASA via champions league 2024
"É como uma bala", segundo ele. Middleburgh faz referência 🍉 às balas gobstopper – com formato esférico e sabor duradouro, feitas de diversas camadas.
"É uma espécie de combustível em champions league 2024 🍉 que você envolve o urânio em champions league 2024 barreiras de segurança e é extremamente resistente. Ele dura muito, pode sobreviver a 🍉 milhares de graus e tem o tamanho de uma semente de papoula."
Essas camadas de segurança incluem grafite e carbureto de 🍉 silício. Middleburgh afirma que o grafite é "tolerante à radiação sob altas temperaturas e é o tipo de material que 🍉 usamos para as extremidades frontais das espaçonaves. E estamos agora colocando dentro de um reator".
"É um ótimo material, mas não 🍉 é final. Acho que podemos fazer melhor. É no que estamos trabalhando com pessoas de todo o mundo."
A questão da 🍉 segurança
Sem sombra de dúvida, esses microrreatores lunares estão gerando grande entusiasmo na indústria espacial.
Mas a energia nuclear na Terra – 🍉 apesar de oferecer uma alternativa aos limitados e poluentes combustíveis fósseis – costuma ser associada às bombas atômicas, riscos de 🍉 vazamento de radiação ou acidentes como o de Chernobyl, na Ucrânia, ou Fukushima, no Japão.
"Existem desafios para desenvolver os sistemas, 🍉 testá-los aqui na Terra e operá-los na Lua", afirma Bhakta.
"Os ambientes naturais e induzidos – como as vibrações do lançamento, 🍉 o pouso das cargas, temperaturas extremas, luz e poeira – são alguns dos pontos importantes a serem considerados. Precisamos de 🍉 sistemas de energia lunares que tenham pouca massa, alta confiabilidade e tolerância a falhas, que possam enfrentar esses ambientes e 🍉 ainda fornecer uma vida útil de muitos anos."
Thompson também está preparado para enfrentar o que poderia ser o pior cenário. 🍉 O que aconteceria se houvesse uma explosão na atmosfera da Terra pouco depois do lançamento de uma espaçonave com material 🍉 radioativo a bordo?
"Estes são desafios da engenharia que enfrentamos todos os dias", segundo ele.
"Nós só desenvolvemos um sistema quando ele 🍉 é seguro em champions league 2024 todos os aspectos do seu ciclo de vida, incluindo o lançamento. E o reator é projetado 🍉 para ser ligado apenas quando finalmente chegar à superfície lunar."
"Até o reator ser ligado, o combustível nuclear no seu interior 🍉 é inerte. É perfeitamente seguro manuseá-lo, tocá-lo e não é radioativo até que o reator seja ligado."
Como parte do processo 🍉 de projeto, os engenheiros também consideram os procedimentos para o fim da vida útil desses microrreatores.
"Quando a missão do nosso 🍉 reator lunar terminar, nós o desligaremos e os níveis de radiação irão diminuir gradualmente, para que ele possa ser tratado 🍉 com segurança e movido para um local de armazenagem de longo prazo, se desejado", explica Bhakta.
O dinheiro e o tempo 🍉 necessário para fazer amadurecer essas tecnologias são essenciais, mas os benefícios dos projetos de microrreatores lunares poderão se estender para 🍉 a Terra, incluindo módulos de produção de energia flexíveis e escalonáveis, muito menores do que as usinas energéticas existentes, além 🍉 da medicina nuclear.
"Tivemos muitos renascimentos nucleares, mas esta é uma oportunidade para demonstrar que a energia nuclear é segura e 🍉 emite zero carbono no ponto de fornecimento", afirma Middleburgh. Ele é muito otimista sobre esta tecnologia, no espaço e na 🍉 Terra.
"As aplicações resultantes são incríveis se pudermos demonstrar ao público que a energia nuclear pode ser fornecida de forma oportuna, 🍉 dentro do orçamento e desempenhar tarefas úteis, que irão salvar o planeta."
Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no 🍉 site champions league 2024 Innovation.
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