A Nasa está desenvolvendo formas de utilizar energia nuclear para enviar naves espaciais aos seus destinos. A propulsão nuclear poderia reduzir significativamente o tempo de viagem até Marte, talvez encurtando uma viagem de mais de seis meses para três ou quatro meses.
A ideia da propulsão nuclear no espaço remonta à Guerra Fria. Mas a Nasa vem buscando essa tecnologia de forma mais agressiva desde que o bilionário e astronauta comercial Jared Isaacman assumiu o cargo de diretor da agência em dezembro de 2025. Isaacman é um conhecido defensor da tecnologia e afirma que ela pode “realmente liberar a capacidade da Humanidade de explorar as estrelas”.
Em março de 2026, a agência espacial americana chegou a anunciar uma missão não tripulada e movida a energia nuclear ao planeta vermelho, prevista para o final de 2028.
Toda espaçonave inicia sua jornada lutando contra a gravidade da Terra ao queimar combustível químico. Os foguetes misturam combustível com um oxidante, inflamam tudo e forçam o gás em expansão a sair por um bocal. De acordo com a terceira lei de Isaac Newton, quando o gás empurra para baixo, o foguete recebe um impulso igual para cima.
A propulsão química é potente, confiável e, simplesmente, a única maneira prática de escapar da gravidade da Terra. Mas ela traz uma limitação grave. Os foguetes devem carregar tanto o combustível quanto, na maioria dos casos, o oxidante necessário para queimá-lo.
Isso significa que grande parte da massa de um foguete na decolagem é propelente, não carga útil. Quanto mais longa e ambiciosa a viagem, mais propelente é necessário e mais pesado o foguete se torna.
Marte está longe o bastante para que o longo tempo de viagem, a ameaça da radiação cósmica aos astronautas, a massa necessária para transportar sistemas de suporte de vida e as restrições na viagem de retorno representem sérios problemas para o planejamento de uma missão.
É por isso que os engenheiros continuam buscando alternativas mais sustentáveis aos foguetes químicos.
Duas tecnologias
O programa de propulsão nuclear espacial da Nasa distingue duas abordagens principais: propulsão térmica e propulsão elétrica.
A propulsão térmica nuclear segue um processo de três etapas. Primeiro, o reator nuclear dentro do motor divide átomos de urânio para gerar enormes quantidades de calor. Em segundo lugar, hidrogênio líquido é bombeado através do núcleo do reator, onde entra em ebulição instantânea e se expande, transformando-se em um gás de alta pressão. Em terceiro lugar, esse gás superaquecido é ejetado por um bocal em alta velocidade para impulsionar a espaçonave para frente.
De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, a propulsão térmica nuclear pode reduzir o tempo de viagem para Marte em até 25% e, mais importante, limitar a exposição da tripulação à radiação cósmica. Isso também ampliaria as janelas de lançamento nas quais as naves espaciais poderiam voar para Marte.
Essas janelas dependem dos alinhamentos entre a Terra e Marte, que ocorrem a cada dois anos. Uma maior flexibilidade nas janelas de lançamento permitiria que os astronautas abortassem as missões e retornassem à Terra se necessário.
A propulsão elétrica nuclear, por outro lado, usa um reator nuclear para gerar eletricidade. Isso alimenta um tipo de motor chamado propulsor iônico, que acelera átomos carregados (como o xenônio) para fora de um bocal. Se a propulsão térmica nuclear é a abordagem de sprint, a propulsão elétrica nuclear é a opção de maratona. A propulsão elétrica nuclear produz um impulso muito baixo, mas pode funcionar continuamente por anos.
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Essa tecnologia de baixo consumo de combustível é perfeita para enviar robôs exploradores ou cargas pesadas (como habitats e suprimentos alimentares) a Marte meses antes da chegada dos humanos. No espaço profundo, um pequeno impulso aplicado por um longo tempo pode fazer uma enorme diferença.
Um foguete químico é como um chute poderoso. A propulsão elétrica nuclear é mais como uma mão persistente no ombro.
Isso poderia facilitar o transporte de cargas pesadas pelo espaço profundo, fornecer energia abundante a bordo e permanecer eficaz longe do Sol, onde a energia disponível para os painéis solares é mais fraca.
Essa é a ideia principal por trás da missão Space Reactor-1 Freedom da Nasa. A SR-1 Freedom é uma missão de propulsão elétrica nuclear, cujo lançamento a Nasa planeja atualmente para dezembro de 2028.
Seria a primeira espaçonave interplanetária movida a energia nuclear. Ela viajará para Marte para provar que a energia nuclear pode fornecer a potência sustentável e de alta eficiência necessária para viagens ao espaço profundo.
Ao chegar a Marte, cerca de um ano após seu lançamento, espera-se que a SR-1 Freedom libere a carga útil Skyfall. Trata-se de um conjunto de pequenos drones que irão explorar a superfície marciana.
A Nasa afirma que a missão estabelecerá se equipamentos nucleares poderão ser usados em outros voos. Ela também poderia criar um precedente regulatório e ativar uma base industrial para futuros sistemas espaciais baseados na fissão nuclear.
Para a exploração humana, a combinação de propulsão elétrica nuclear e propulsão térmica nuclear é muito atraente. Como a propulsão elétrica nuclear é incrivelmente eficiente em termos de combustível, ela pode mover grandes quantidades de peso (habitats, alimentos para anos, rovers e equipamentos de suporte à vida) usando muito pouco propulsor.
Nestes casos, talvez não importe tanto que a carga leve mais de nove meses para chegar a Marte. Mas para nossos frágeis corpos humanos, estadias mais longas no espaço aumentam o risco de câncer devido à radiação cósmica e causam perda óssea e muscular.
Outra questão é o fato de que os ossos e músculos não estão sendo exercitados em microgravidade. A propulsão térmica nuclear fornece o alto impulso necessário para chegar a Marte em três a quatro meses, reduzindo drasticamente esses riscos à saúde dos astronautas.
Caminho íngreme
Apesar dos benefícios evidentes, o caminho até a plataforma de lançamento é íngreme, e o lançamento da SR-1 Freedom em 2028 parece incrivelmente ambicioso. Uma espaçonave elétrica nuclear precisa de um reator, blindagem, gerenciamento de calor, conversão de energia, radiadores, propulsores elétricos, sistemas de controle e tolerância a falhas. Cada um desses componentes da missão requer testes e integração cuidadosa para que funcionem em conjunto.
O calor do reator deve ser controlado sem danificar outros componentes. Os propulsores devem operar de forma confiável por meses. Outros fatores podem interagir de maneiras que só se revelam quando os subsistemas da espaçonave são montados. Para que a SR-1 Freedom cumpra sua janela de lançamento em dezembro de 2028, a Nasa tem muito pouco tempo para montar uma missão que normalmente exigiria anos de projeto, integração e revisão.
A propulsão nuclear no espaço passou mais de 60 anos em algum lugar entre a realidade da engenharia e o mito tecnológico — embora a física sempre tenha sido sólida.
O que se mostrou mais difícil foi tornar a tecnologia segura, acessível, licenciável (capaz de atender aos padrões regulatórios de segurança) e pronta para voar em um cronograma de missão real. Até agora, os EUA lançaram apenas um reator de fissão em órbita, o SNAP-10A, em 1965.
O SR-1 Freedom poderia abrir caminho para que sistemas mais capazes o sigam. A propulsão elétrica nuclear não tornará a viagem a Marte fácil. Mas ela pode começar a derrubar as barreiras para viajar a Marte, e essa é uma perspectiva que devemos nos entusiasmar.
Domenico Vicinanza, Associate Professor of Intelligent Systems and Data Science, Anglia Ruskin University
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Fonte: abril
