Análise comparativa entre propulsão química e nuclear para missões tripuladas interplanetárias para Marte
Resumo
Tendo em vista os diversos riscos à vida na Terra e os limitados recursos do planeta para sustento de uma crescente população, o espaço se apresenta como uma forma de assegurar a sobrevivência da humanidade, ao tornar a espécie multiplanetária. Missões tripuladas interplanetárias são essenciais para esse objetivo, provendo experiência para uma futura colonização do espaço e outros corpos celestes, possibilitando também variados avanços na Ciência. O presente trabalho tem como objetivo comparar a propulsão química e nuclear, analisando missões tripuladas interplanetárias em relação à exposição dos astronautas à radiação, ao custo, à confiabilidade e ao risco. Foram feitas discussões sobre as vantagens e desvantagens dos métodos de propulsão, bem como sua viabilidade e desafios, delineando a melhor aplicação para cada sistema propulsivo. O estudo baseou-se nas missões de referência NASA Design Reference Architecture 5 (usando propulsão nuclear) e SpaceX Mars Program (usando propulsão química), ambas com destino à Marte. Verificou-se uma exposição à radiação muito similar em ambas missões, um custo significativamente inferior na missão com propulsão química, ao passo que uma confiabilidade maior e risco menor na missão com propulsão nuclear. Observaram-se desafios para viabilizar os casos estudados, tanto comuns às duas missões – como necessidade de montagem e abastecimento em órbita com alta confiabilidade – quanto característicos de cada propulsão – como melhorias no processo de aerocaptura para propulsão química e mitigação de falhas catastróficas para propulsão nuclear. Com base nas análises, foi possível concluir que a propulsão química tem melhor aplicação em missões não tripuladas interplanetárias ou missões de espaço próximo, sendo limitada em razão de sua menor performance, mas atrativa devido ao seu custo. Concluiu-se também que, por exibir maior segurança aos astronautas e melhor performance, a propulsão nuclear apresenta caráter mais adequado para missões tripuladas interplanetárias.
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