Pulsar Fusion: Liderando a Próxima Geração de Propulsão Espacial a Plasma de Kripton

Pulsar Fusion
Bletchley, Reino Unido
www.pulsarfusion.com

As espaçonaves de hoje dependem principalmente de dois sistemas de propulsão muito diferentes, cada um com limitações fundamentais. Foguetes químicos geram empuxo extremamente alto, essencial para lançamento e manobras rápidas, mas suas velocidades de exaustão relativamente baixas limitam quão rápido as espaçonaves podem finalmente viajar pelo espaço.

Sistemas de propulsão elétrica, como propulsores de íons ou Hall, atingem velocidades de exaustão muito altas, tornando-os altamente eficientes. No entanto, produzem empuxo muito baixo, exigindo que as espaçonaves acelerem gradualmente por longos períodos. Propulsão por fusão tem potencial para entregar tanto alto empuxo quanto velocidades de exaustão extremamente altas. Esta combinação poderia encurtar dramaticamente tempos de viagem através do sistema solar.

Pulsar Fusion, uma empresa de propulsão espacial baseada no Reino Unido desenvolvendo tecnologias de propulsão avançadas para os mercados de satélites e espaço profundo em rápido crescimento, anunciou recentemente que alcançou "primeiro plasma" em seu sistema de teste de exaustão Sunbird. Este marco representa o primeiro vislumbre da arquitetura física de um sistema de exaustão de fusão nuclear para viagens espaciais.

Esta conquista foi demonstrada ao vivo durante uma sessão técnica dedicada na Conferência MARS da Amazon em Ojai, Califórnia, onde líderes visionários em machine learning, automação, robótica e espaço se reuniram para moldar o futuro da humanidade além da Terra.

A demonstração do Sunbird foi apresentada ao vivo pelo CEO da Pulsar Fusion, Richard Dinan, a um grupo estimado de acadêmicos/empreendedores líderes mundiais em machine learning e robótica, laureados Nobel e astronautas. O teste foi realizado por Cientistas da Pulsar em Bletchley, Reino Unido, e transmitido ao vivo para o palco na Califórnia durante a apresentação de Richard Dinan.

Este teste marca um passo inicial no desenvolvimento, demonstrando confinamento de plasma dentro da arquitetura de exaustão do sistema Sunbird. O experimento usa uma combinação de campos elétricos e magnéticos para guiar e acelerar partículas carregadas através do canal de exaustão.

Sunbird é alimentado pelo Dual Direct Fusion Drive (DDFD) de ponta da Pulsar Fusion. Com seu impulso específico alto (10.000–15.000 s) e 2 MW de potência, o Sunbird redefine o que é possível em viagens espaciais. Dual Direct Fusion Drive (DDFD) é um motor de fusão nuclear de design compacto que poderia fornecer tanto empuxo quanto energia elétrica para espaçonaves. Esta tecnologia abre possibilidades sem precedentes para explorar o sistema solar em tempo limitado e com razão muito alta de massa de carga útil para massa de propelente. Como DDFD fornece potência bem como propulsão em um dispositivo integrado, também forneceria até 2 MW de potência para as cargas úteis na chegada.

A próxima fase de desenvolvimento verá a Pulsar reunir dados detalhados de desempenho, incluindo empuxo e velocidade de exaustão, usando balança de empuxo, sondas E×B e medições RPA. Estes dados permitirão à Pulsar planejar a primeira missão Sunbird.

Para maximizar a vida útil da missão do Sunbird, a Pulsar desenvolveu um programa de pesquisa em colaboração com a Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido. O programa estudará os efeitos da radiação de nêutrons nas paredes do reator e ímãs, uma causa primária de desgaste dentro do reator.

Para esta série inicial de testes, kripton foi usado como propelente, selecionado por sua eficiência de ionização relativamente alta e características inertes nas taxas de fluxo de massa requeridas para testes iniciais.

Experimentos futuros incorporarão aquecimento por campo magnético rotativo, sistemas de aquecimento RF e uma balança de empuxo dedicada para permitir medições de desempenho mais detalhadas.

Olhando adiante, a Pulsar Fusion planeja atualizar o sistema magnético para ímãs supercondutores de alta temperatura de terras raras, permitindo campos magnéticos mais fortes e exploração de condições de densidade e pressão de plasma mais altas. Este programa visa finalmente começar trabalho experimental com ciclos de combustível de fusão aneutrônica como parte do desenvolvimento contínuo do sistema de propulsão Sunbird.