propulsión nuclear

La propulsión nuclear abarca una amplia variedad de métodos que utilizan algún tipo de reacción nuclear como fuente de energía principal. ^{[ 1 ]} Muchos portaaviones y submarinos utilizan actualmente reactores nucleares alimentados con uranio , capaces de proporcionar propulsión durante largos periodos sin necesidad de reabastecimiento. También existen aplicaciones en el sector espacial con motores nucleares térmicos y eléctricos nucleares , que podrían ser más eficientes que los motores de cohete convencionales.

La idea de utilizar material nuclear para la propulsión se remonta a principios del siglo XX. En 1903 se planteó la hipótesis de que el material radiactivo, el radio , podría ser un combustible adecuado para motores que impulsaran automóviles, aviones y barcos. ^{[ 2 ]} H. G. Wells retomó esta idea en su obra de ficción de 1914, El mundo liberado . ^{[ 3 ]}

Los buques de propulsión nuclear son principalmente submarinos militares y portaaviones . ^{[ 1 ]} Rusia es el único país que actualmente posee buques de superficie civiles de propulsión nuclear, principalmente rompehielos . La Armada de los Estados Unidos cuenta actualmente (a partir de 2022) con 11 portaaviones y 70 submarinos en servicio, todos ellos propulsados ​​por reactores nucleares. Para obtener artículos más detallados, consulte:

• Véase Propulsión marina nuclear#Buques nucleares civiles
• Lista de buques nucleares civiles

• Armada nuclear
• Lista de reactores navales de los Estados Unidos
• reactores navales soviéticos
• Submarino nuclear

El noticiero ruso Channel One Television emitió una imagen y detalles de un torpedo de propulsión nuclear llamado Status-6 alrededor del 12 de noviembre de 2015. Se indicó que el torpedo tenía un alcance de hasta 10 000 km, una velocidad de crucero de 100 nudos y una profundidad operativa de hasta 1000 metros bajo la superficie. El torpedo portaba una ojiva nuclear de 100 megatones. ^{[ 4 ]}

Una de las sugerencias surgidas en el verano de 1958 de la primera reunión del grupo asesor científico que se convertiría en JASON fue la de "un torpedo de propulsión nuclear que pudiera recorrer los mares casi indefinidamente". ^{[ 5 ]}

Durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética investigaron aeronaves de propulsión nuclear, ya que presumiblemente permitirían a un país mantener bombarderos nucleares en el aire durante períodos extremadamente largos, una táctica útil para la disuasión nuclear . Ninguno de los dos países construyó aeronaves nucleares operativas. ^{[ 1 ]} Un problema de diseño, que nunca se resolvió adecuadamente, fue la necesidad de un blindaje pesado para proteger a la tripulación de la enfermedad por radiación . Desde la aparición de los misiles balísticos intercontinentales (ICBM) en la década de 1960, la ventaja táctica de dichas aeronaves disminuyó considerablemente y los proyectos correspondientes fueron cancelados. ^{[ 1 ]} Debido a que la tecnología era intrínsecamente peligrosa, no se consideró en contextos no militares. Los misiles de propulsión nuclear también fueron investigados y descartados durante el mismo período. ^{[ 1 ]}

• Convair X-6
• Propulsión nuclear de aeronaves : proyecto de General Electric para construir un bombardero de propulsión nuclear.
• Tupolev Tu-95LAL

• Proyecto Pluto – que desarrolló el misil SLAM , que utilizaba un estatorreactor de aire de propulsión nuclear para la propulsión ^{[ 1 ]}
• Misil de crucero de propulsión nuclear Burevestnik anunciado por Vladimir Putin en 2018. ^{[ 7 ]}

El atractivo de la propulsión y la energía nuclear en el espacio se basa en la eficiencia energética teórica y la autonomía que puede proporcionar un sistema nuclear, lo que le permite funcionar a largas distancias. ^{[ 8 ]} Sin embargo, los sistemas necesarios para proteger a los humanos tanto en las fases de lanzamiento espacial como en las de operación representan importantes inconvenientes. Se han propuesto muchos tipos de propulsión nuclear, como se detalla a continuación. ^{[ 9 ]}

• Proyecto Orión , primer estudio de diseño de ingeniería de propulsión por pulso nuclear (es decir, explosión atómica) ^{[ 10 ]}
• Proyecto Dédalo , estudio de la Sociedad Interplanetaria Británica de la década de 1970 sobre un cohete de fusión.
• Proyecto Longshot , Academia Naval de los Estados Unidos - Diseño de propulsión por pulsos nucleares de la NASA
• AIMStar , una propuesta de nave de propulsión nuclear por pulsos catalizada por antimateria que utiliza nubes de antiprotones para iniciar la fisión y la fusión dentro de pastillas de combustible.
• ICAN-II , una nave espacial interplanetaria tripulada propuesta que utilizaba el motor de propulsión de pulso nuclear catalizado por antimateria como su principal forma de propulsión.
• La propulsión de plasma pulsado externo (EPPP, por sus siglas en inglés) es un concepto de propulsión de la NASA que obtiene su empuje de ondas de plasma generadas a partir de una serie de pequeños pulsos de fisión/fusión supercríticos detrás de un objeto en el espacio. ^{[ 11 ]}

Los cohetes termonucleares bimodales realizan reacciones de fisión nuclear similares a las empleadas en centrales nucleares, incluidos los submarinos. La energía se utiliza para calentar el propulsor de hidrógeno líquido. ^{[ 13 ]} Los defensores de las naves espaciales de propulsión nuclear señalan que, en el momento del lanzamiento, prácticamente no se libera radiación de los reactores nucleares. Los cohetes de propulsión nuclear no se utilizan para despegar de la Tierra. Los cohetes termonucleares pueden proporcionar grandes ventajas de rendimiento en comparación con los sistemas de propulsión química. Las fuentes de energía nuclear también podrían utilizarse para proporcionar energía eléctrica a la nave espacial para operaciones e instrumentación científica. ^{[ 12 ]} Ejemplos:

• NERVA (Energía Nuclear para Aplicaciones en Vehículos de Cohete), un programa estadounidense de cohetes termonucleares. ^{[ 14 ]}
• El Proyecto Rover fue un proyecto estadounidense para desarrollar un cohete termonuclear. El programa se llevó a cabo en el Laboratorio Científico de Los Alamos desde 1955 hasta 1972.
• Proyecto Timberwind (1987-1991), parte de la Iniciativa de Defensa Estratégica.
• RD-0410 , un motor de cohete termonuclear soviético desarrollado desde 1965 hasta la década de 1980.
• Cohete de demostración para operaciones cislunares ágiles (DRACO) , en desarrollo en la década de 2020.

• El estatorreactor Bussard es un concepto de estatorreactor de fusión interestelar que recibe su nombre de Robert W. Bussard .

• Cohete de fragmentos de fisión
• vela de fisión
• Cohete de fusión
• cohete reactor de núcleo de gas
• Cohete nuclear de agua salada
• Cohete radioisótopo
• Cohete fotónico nuclear

La propulsión eléctrica nuclear es un tipo de sistema de propulsión espacial en el que un reactor nuclear genera energía térmica que se convierte en energía eléctrica , la cual impulsa un propulsor iónico u otra tecnología de propulsión eléctrica espacial . ^{[ 15 ]} Ejemplos de sistemas eléctricos nucleares:

• El SNAP-10A , lanzado a órbita por la USAF en 1965, fue el primer uso de un reactor nuclear en el espacio y de un propulsor iónico en órbita.
• La serie de satélites estadounidenses lanzados a órbita por la URSS incluyó el Kosmos 1818 y el Kosmos 1867 en 1987, que utilizaban el reactor nuclear TOPAZ y un propulsor de efecto Hall "Plazma-2 SPT" .
• El Proyecto Prometheus , desarrollo de la NASA de propulsión nuclear para vuelos espaciales de larga duración, comenzó en 2003. ^{[ 16 ]}
• Módulo de Transporte y Energía (TEM) . En abril de 2011, Anatoly Perminov , jefe de la Agencia Espacial Federal Rusa , anunció que desarrollaría una nave espacial de propulsión nuclear para viajes al espacio profundo. ^{[ 17 ] [ 18 ]} El diseño preliminar se realizó en 2013, y se planearon 9 años más para el desarrollo (en ensamblaje espacial). El precio se fijó en 17 mil millones de rublos (600 millones de dólares). ^{[ 19 ]} La propulsión nuclear ofrecería una potencia de clase megavatio y consistiría en una energía nuclear espacial y una matriz de motores iónicos ^{[ 20 ] [ 21 ]} Según Perminov, la propulsión podrá soportar una misión humana a Marte , con cosmonautas permaneciendo en el planeta rojo durante 30 días. Este viaje a Marte con propulsión nuclear y una aceleración constante tomaría seis semanas, en lugar de ocho meses utilizando propulsión química, suponiendo un empuje 300 veces mayor que el de la propulsión química. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

La idea de fabricar automóviles que utilizaran material radiactivo, el radio , como combustible se remonta al menos a 1903. Un análisis del concepto realizado en 1937 indicó que el conductor de un vehículo de este tipo podría necesitar una barrera de plomo de 50 toneladas para protegerse de la radiación . ^{[ 24 ]}

En 1941, un físico del Caltech llamado RM Langer defendió la idea de un automóvil propulsado por uranio-235 en la edición de enero de Popular Mechanics . Le siguió William Bushnell Stout , diseñador del Stout Scarab y expresidente de la Sociedad de Ingenieros , el 7 de agosto de 1945 en The New York Times . El problema del blindaje del reactor siguió haciendo que la idea fuera impracticable. ^{[ 25 ]} En diciembre de 1945, un tal John Wilson de Londres anunció que había creado un automóvil atómico. Esto generó un gran interés. El Ministro de Combustible y Energía, junto con una gran delegación de prensa, acudió a verlo. El automóvil no se presentó y Wilson afirmó que había sido saboteado. Un juicio posterior determinó que era un fraude y que no existía ningún automóvil de propulsión nuclear. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

A pesar del problema del blindaje, durante finales de la década de 1940 y principios de la de 1950 continuó el debate sobre la posibilidad de los automóviles de propulsión nuclear. El desarrollo de submarinos y barcos de propulsión nuclear, y los experimentos para desarrollar una aeronave de propulsión nuclear en ese momento mantuvieron viva la idea. ^{[ 28 ]} A mediados de la década de 1950, periódicos rusos informaron sobre el desarrollo de un automóvil de propulsión nuclear por el profesor VP Romadin, pero nuevamente el blindaje demostró ser un problema. ^{[ 29 ]} Se afirmó que sus laboratorios habían superado el problema del blindaje con una nueva aleación que absorbía los rayos. ^{[ 30 ]}

En 1958, en pleno auge de la cultura automovilística estadounidense de los años cincuenta, se propusieron al menos cuatro prototipos teóricos de coches de propulsión nuclear: el Ford Nucleon y el Studebaker Packard Astral estadounidenses , así como el Simca Fulgur francés diseñado por Robert Opron ^{[ 31 ] [ 32 ]} y el Arbel Symétric . Aparte de estos prototipos, ninguno llegó a construirse y nunca se fabricaron centrales nucleares para automóviles. El ingeniero de Chrysler, CR Lewis, había descartado la idea en 1957 debido a las estimaciones de que un motor de 36 000 kg (80 000 lb) sería necesario para un coche de 1400 kg (3000 lb). Su opinión era que se requería un medio eficiente de almacenamiento de energía para que la energía nuclear fuera práctica. ^{[ 33 ]} A pesar de esto, los diseñadores de Chrysler elaboraron algunos diseños posibles en 1958.

En 1959 se informó que Goodyear Tire and Rubber Company había desarrollado un nuevo compuesto de caucho que era ligero y absorbía la radiación, eliminando la necesidad de un blindaje pesado. Un periodista de la época consideró que esto podría hacer posible la fabricación de automóviles y aeronaves de propulsión nuclear. ^{[ 34 ]}

Ford hizo otro modelo potencialmente propulsado por energía nuclear en 1962 para la Feria Mundial de Seattle , el Ford Seattle-ite XXI . ^{[ 35 ] [ 36 ]} Este tampoco pasó del concepto inicial.

En 2009, para el centenario de la adquisición de Cadillac por parte de General Motors , Loren Kulesus creó un arte conceptual que representaba un automóvil impulsado por torio . ^{[ 37 ]}

El Chrysler TV-8 fue un prototipo experimental de tanque diseñado por Chrysler en la década de 1950. ^{[ 1 ]} El tanque estaba concebido como un tanque mediano de propulsión nuclear, capaz de operar en tierra y en zonas anfibias. El diseño nunca se produjo en masa. ^{[ 38 ]}

La X-12 era una locomotora de propulsión nuclear, propuesta en un estudio de viabilidad realizado en 1954 en la Universidad de Utah. ^{[ 39 ]}

Los rovers Curiosity y Perseverance de Marte funcionan con un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG), al igual que los exitosos módulos de aterrizaje Viking 1 y Viking 2 en Marte en 1976. ^{[ 40 ] [ 41 ]}

• Motor de fisión seguro y asequible
• Propulsión de naves espaciales mediante energía eléctrica

• Bussard, Robert; DeLauer, Richard (1958). Propulsión de cohetes nucleares (Informe). McGraw-Hill . Recuperado el 23 de marzo de 2025 .
• Bussard, Robert; DeLauer, Richard (1965). Fundamentos del vuelo nuclear . McGraw-Hill . Recuperado el 23 de marzo de 2025 .
• Robert W. Bussard (2003). Un sistema avanzado de energía de fusión para la propulsión espacial a planetas exteriores (PDF) (Informe). Instituto Ares . Consultado el 23 de marzo de 2025 .
• Cushin, Harry (abril de 1951). "Energía atómica: en tu coche" . Motor Trend . Archivado del original el 13 de mayo de 2015. Consultado el 23 de abril de 2012 .