(Imagem: © NASA / JPL-Caltech)
Uma espaçonave é tão forte quanto sua fonte de energia, e é por isso que quando a NASA estava projetando seu rover Perseverance Mars, a agência se voltou para o plutônio radioativo.
O plutônio que explodirá no planeta na quinta-feira (30 de julho) não tem a mesma forma que é usado para armas e está bem protegido no caso de algo dar errado durante o lançamento. Mas essas unidades de plutônio são uma fonte de energia respeitada para naves espaciais – o rover Curiosity da NASA é executado em um dispositivo semelhante.
“A NASA gosta de explorar, e temos que explorar em locais muito distantes, empoeirados, escuros e ambientes agressivos”, disse June Zakrajsek, especialista em combustível nuclear no Glenn Research Center da NASA em Ohio, em um Departamento de Energia (DOE ) podcast sobre a missão Perseverança. “Quando estamos nesse tipo de ambiente, a energia solar às vezes não fornece a energia que precisamos. A luz simplesmente não chega a esses locais como precisávamos”.
Algumas missões da NASA em Marte funcionam com energia solar, é claro – o InSight que opera atualmente no Planeta Vermelho carrega painéis solares, assim como os gémeos Spirit e Opportunity no início deste século. Mas o Opportunity é um mascote das fraquezas da energia solar em Marte, desde o fim do veículo espacial, quando uma enorme tempestade global de poeira o impediu de tocar na luz do sol. Execute um veículo espacial com energia nuclear e você não precisa se preocupar com esse cenário.
Assim, para o veículo espacial Perseverance, a NASA se voltou para o plutônio em um sistema chamado Gerador Termoelétrico por Radioisótopos Multi-Missão (MMRTG), que deve poder alimentar a sonda por cerca de 14 anos.
“Você não tem cabos de extensão, não pode correr para um reparador”, disse Bob Wham, especialista em combustível nuclear do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no mesmo podcast. “Você tem que ser totalmente confiável.”
Como o resto do rover Perseverance, o MMRTG baseia-se fortemente no rover Curiosity, lançado em 2011, desembarcou no Planeta Vermelho em 2012 e vem acompanhando constantemente desde então. O MMRTG da Perseverance está em andamento há sete anos, quase desde que seu antecessor esteja alimentando o Curiosity e possua um preço de US $ 75 milhões, de acordo com o DOE.
(Fontes de energia nuclear de outras variedades também viajaram para o espaço profundo em missões como as sondas gêmeas Voyager de 40 anos e a sonda Cassini que mergulhou pelos anéis de Saturno.)
O MMRTG da Perseverance foi projetado para produzir 110 watts de potência, aproximadamente o mesmo que é usado por uma lâmpada. O plutônio decairá, emitindo calor que um gerador converte em energia para alimentar todos os instrumentos do rover, além de produzir calor suficiente para proteger a sonda das noites geladas e do inverno de Marte.
O plutônio começou como um elemento completamente diferente, o neptúnio, que os cientistas irradiaram com nêutrons em um reator nuclear por quase dois meses para convertê-lo na forma de plutônio necessária para o MMRTG. O plutônio é então combinado com a cerâmica, criando um composto mais seguro do que o usado nas armas.
No entanto, colocar uma fonte de energia nuclear na ponta de um foguete ainda exige algumas medidas de precaução. Mais importante, cada pellet de plutônio é envolto em irídio, que conteria o material radioativo se caísse de volta à Terra. De acordo com a NASA e o DOE, isso aconteceu com fontes de energia nuclear ligadas ao espaço em três ocasiões, nenhuma das quais causou danos, com uma das fontes de energia sendo pescada no oceano para uso posterior em outra missão.
A NASA reforça as equipes de controle da missão para esses lançamentos com pessoal adicional para coordenar qualquer resposta necessária ao aspecto nuclear da missão. Para o lançamento do Perseverance, o governo modelou uma série de coisas que poderiam dar errado no dia do lançamento – cobrindo tudo, desde um problema antes da decolagem que teria um impacto geográfico relativamente compacto até um problema na órbita da Terra que impede a sonda de partir para Marte.
Ambos os cenários têm uma probabilidade abaixo de 0,1%, de acordo com os modelos do governo, e se ocorrer um problema durante o lançamento, esses cálculos sugerem que mesmo a exposição à radiação mais concentrada seria equivalente a cerca de oito meses de radiação de fundo experimentada por pessoas que vivem nos E.U.A
E assim a Perseverance está sentada na barra de lançamento carregada com um MMRTG contendo 32 pedaços quentes e prateados de combustível, prontos para decolar para o Planeta Vermelho.
Ao contrário do plutônio da Curiosity, alguns dos itens a bordo do Perseverance são relativamente novos e fabricados nos EUA. A forma de plutônio usada nessas missões começou como um subproduto dos processos de produção de armas nucleares, de acordo com reportagem de Slate após o desembarque de Curiosity, e o governo dos EUA parou de criar seu próprio suprimento desse plutônio na década de 1980, tendo decidido que poderia ter acesso suficiente para suas necessidades.
Mas ultimamente, a NASA está travando o racionamento das fontes de energia, razão pela qual a DOE decidiu em 2015 voltar ao negócio de produzir plutônio – até 14 onças (400 gramas) a cada ano agora, com o objetivo de poder para fazer 3,3 libras. (1,5 kg) a cada ano até 2026, de acordo com o DOE.
Quanto aonde esse plutônio irá, uma futura missão da NASA com energia nuclear já está em andamento. A missão Dragonfly da agência, um drone com destino à estranha lua grande de Saturno, Titan, será alimentado por um MMRTG. A sonda está programada para ser lançada em 2026.
Publicado em 01/08/2020 12h28
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