Pesquisadores exploram resfriamento de energia nuclear com bolsa da NASA

O projeto Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies em Cornell está sendo financiado pela NASA para avançar no futuro da exploração espacial, incluindo missões habilitadas para energia nuclear.

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À medida que a exploração espacial se torna mais ambiciosa, os investigadores da Cornell Engineering estão a utilizar uma subvenção da NASA para investigar tecnologias para os sistemas de energia vitais que permitirão que as missões durem mais e cheguem mais longe, incluindo missões com energia nuclear.

Uma bolsa de pesquisa de tecnologia espacial da NASA anunciada em 1º de dezembro está financiando um projeto denominado AdVECT – Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies – liderado por Sadaf Sobhani, professor assistente na Escola Sibley de Engenharia Mecânica e Aeroespacial. Os co-investigadores da bolsa incluem a professora assistente Elaine Petro e o pesquisador associado sênior Andrew van Paridon, ambos da Sibley School.

O projeto visa produzir novas tecnologias de rejeição de calor em cerâmica adequadas para sistemas de energia nuclear, incluindo energia de superfície de fissão, que poderá um dia permitir a operação de uma base lunar, e propulsão elétrica nuclear, que poderá lançar foguetes de forma eficiente para Marte.

Sobhani e colaboradores desenvolverão novas resinas cerâmicas e técnicas de fabricação aditiva para imprimir componentes em 3D, como radiadores cerâmicos porosos com tubulação de calor incorporada. Imagens de raios X, análise térmica e testes em câmara de vácuo serão empregados para otimizar a resistência mecânica e outras propriedades da cerâmica.

O objetivo é superar as limitações das tecnologias de resfriamento atualmente utilizadas para a exploração espacial, como radiadores com tubos de calor encapsulados em metal que são relativamente pesados ​​e restringiriam missões futuras. Alternativas mais leves de compostos de carbono são difíceis de integrar em radiadores de alta temperatura e podem não ser duráveis ​​o suficiente para suportar ambientes espaciais adversos, de acordo com Sobhani.

“As tecnologias de rejeição de calor da cerâmica são leves, de alta temperatura e mecanicamente robustas”, disse Sobhani, cujo grupo de pesquisa se concentra em tecnologias de gestão de energia. “Ao alavancar a fabricação aditiva, podemos ampliar ainda mais essas vantagens, permitindo a integração perfeita entre tubos de calor e outros componentes.”

Sobhani acrescentou que os sistemas de resfriamento de cerâmica também podem aumentar a tolerância ao congelamento e descongelamento de tubos, incorporando refrigerantes que somente a cerâmica pode suportar.

“Os sistemas de energia nuclear ajudarão a permitir futuras missões espaciais tripuladas e não tripuladas. Estamos ansiosos para contribuir para o desenvolvimento de uma nova abordagem para o gerenciamento térmico desses futuros sistemas”, disse Sobhani.

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