Uma equipe de cientistas da Faculdade de Engenharia da Universidade de Cornell recebeu uma bolsa da NASA para desenvolver dissipadores de calor de cerâmica para resfriar usinas nucleares para o espaço. A cerâmica reduzirá o peso dos radiadores e funcionará com refrigerantes agressivos, impossível no caso de tubos de calor e radiadores de metal. A cerâmica também permitirá a impressão 3D de dissipadores de calor feitos de materiais porosos, aumentando sua eficiência e facilitando a produção.
Radiadores de cerâmica a serem usadas em naves espaciais
Conforme a nova estratégia da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) e da ONU, a exploração espacial será impossível sem a transferência de tecnologias nucleares para programas espaciais. Nos Estados Unidos, os departamentos de pesquisa de defesa já começaram a lançar programas relevantes e conceder subsídios.
Naves espaciais com usinas nucleares, desde elétricas até aquelas que usam a energia da fissão nuclear para ejeção a jato da substância de trabalho, poderão voar cada vez mais longe e, sem isso, o estudo e o desenvolvimento do sistema solar não têm perspectivas significativas.
Pesquisadores da Cornell University receberam dinheiro para trabalhar no programa AdVECT (Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies).
O projeto visa criar tecnologias de transferência de calor de cerâmica adequadas para sistemas de energia nuclear, incluindo reatores nucleares Fission Surface Power que poderiam um dia alimentar uma base lunar e propulsão elétrica nuclear que poderia levar foguetes com eficiência a Marte.
Como parte da doação, os cientistas desenvolverão novas resinas cerâmicas e métodos de fabricação aditiva para componentes de impressão 3D, como dissipadores de calor de cerâmica porosa com tubos de calor embutidos. Imagens de raios-X, análise térmica e testes de câmara de vácuo serão usados para otimizar a resistência mecânica e outras propriedades da cerâmica.
O desafio dos cientistas é superar as limitações das tecnologias de resfriamento atualmente utilizadas para a exploração espacial, dissipadores de calor relativamente pesados com tubos de calor de metal, limitando futuras missões.
A alternativa mais leve na forma de materiais compósitos de carbono também não é adequada para resolver tais problemas, uma vez que tais materiais não resistem às condições de espaço. Mas a cerâmica abre perspectivas sem precedentes em sistemas de refrigeração espacial, que os cientistas se comprometem a provar na prática.
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