Explosão de uma bomba nuclear no espaço, sondas com plutônio... feito

Por Yaël Nazé, Astrônoma FNRS no Instituto de Astrofísica e Geofísica, Universidade de Liège

Ultimamente, um frio na espinha percorre os meios políticos e militares internacionais. Rússia e Estados Unidos se acusam mutuamente de querer dispor armas nucleares no espaço, ou mesmo de já terem feito isso. Gritos de indignação e protestos se multiplicam, e as discussões fervem em torno da questão da militarização do espaço... Parece que se esquece que a área espacial conhece bem o nuclear, sob várias formas e há muito tempo.


"Nuclear" é um termo bastante vago pois abrange várias realidades técnicas muito diferentes. Comecemos por um primeiro uso: a aquecedor. De fato, um bloco de material radioativo aquece quando o material se desintegra e esse calor pode ser usado para manter o interior da sonda espacial aquecido.


Essa técnica é frequentemente utilizada em rovers. Por exemplo, os Lunokhod levavam 11 kg de polônio para combater o frio lunar, enquanto Spirit e Opportunity transportavam cada um cerca de vinte gramas de plutônio para combater o frio marciano, e Yutu usava o mesmo isótopo na Lua.

Em algo semelhante, mas um pouco mais complexo, o RTG (gerador termoelétrico de radioisótopos). Desta vez, o calor emitido pelo material radioativo é usado para produzir eletricidade (com a ajuda de termopares, um conjunto de dois metais que reagem diferentemente à temperatura, gerando um potencial elétrico entre suas extremidades).

Plutônio nas sondas

Frequentemente, é usado plutônio. Com sua longa meia-vida, 88 anos, sua produtividade diminui apenas 8 milésimos a cada ano. Um composto caro, mas perfeito para missões de longa duração! Esse tipo de gerador é usado principalmente para missões distantes - quando os painéis solares são difíceis de usar, além do cinturão de asteroides.

Por exemplo, as sondas Voyager, que sobrevoaram os planetas gigantes, carregavam 13,5 kg de plutônio, a grande sonda Cassini, exploradora de Saturno, 33 kg, e a pequena sonda New Horizons, exploradora do cinturão de Kuiper, 11 kg.


Única desvantagem desse tipo de máquina: a eficiência, limitada a poucos por cento! Além disso, o calor residual deve ser evacuado para evitar o superaquecimento interno do satélite. Além disso, o material que se desintegra emite partículas ionizantes, que a eletrônica de bordo não tolera bem: é preciso blindar a fonte radioativa (e, principalmente, não colocá-la no centro do satélite) para evitar problemas. Finalmente, a produção elétrica desses geradores é bastante constante. Isso parece uma vantagem, mas para missões que fazem sobrevoos, a demanda é alta durante esses períodos e quase nula fora deles... Não é fácil de regular.

Satélites movidos a energia nuclear

Segunda possibilidade "nuclear": o reator (disponível apenas por fissão no momento). Trata-se do reator clássico de nossas usinas nucleares... e esse tipo de reator realmente já voou no espaço, várias vezes. Notavelmente para dois testes americanos (SNAP-10A em 1965 e DUFF em 2012) e, especialmente, com a série de missões russas RORSAT (Radar Ocean Reconnaissance SATellite) - cerca de trinta entre 1967 e 1988.

Esses satélites militares voavam muito baixo para obter dados muito precisos, mas, como resultado, sofriam um forte arrasto da nossa atmosfera. Era necessária energia para manter a órbita e não cair no chão. Painéis solares poderiam ser adequados, mas, um pouco como as velas de barcos, aumentariam o arrasto atmosférico. Além disso, esses satélites passavam por eclipses metade do tempo, e um reator nuclear evitava a interrupção regular do fornecimento elétrico.

Principal desvantagem desses motores nucleares: os resíduos radioativos. Se caírem na Terra, causam poluição nuclear. Alguns podem imaginar que o risco é insignificante, apenas uma mania avançada por pessoas mal-informadas sobre a ciência, como Elisabeth Teissier em agosto de 1999 durante um famoso eclipse combinado com a passagem da sonda Cassini. Não é bem assim! Conhecemos vários casos de poluição nuclear espacial.

O primeiro foi devido aos RORSAT. No final de sua missão, seu reator era ejetado para uma órbita cemitério, para garantir que não retornaria à Terra (ou pelo menos não rapidamente). Mas durante a ejeção dos núcleos de urânio enriquecido, parte da mistura de sódio-potássio usada para resfriar os reatores também foi ejetada: a órbita terrestre contém, portanto, gotas radioativas, com até 5 cm de diâmetro. Não é exatamente o tipo de coisa que satélites em operação gostariam de encontrar.


As coisas pioram quando as operações não são controladas, obviamente. Por exemplo, o satélite RORSAT chamado Cosmos 1402 não conseguiu ejetar seu reator corretamente no final de sua missão e caiu no Atlântico em 1983. O satélite RORSAT chamado Cosmos 954 caiu acidentalmente na Terra em 1978, poluindo 124.000 km² do Grande Norte canadense.

Graças às convenções internacionais, a União Soviética foi claramente responsável legalmente. No entanto, os dois países negociaram um acordo: os soviéticos finalmente pagaram três milhões de dólares, metade da quantia solicitada pelos canadenses para a limpeza da área poluída.

Último caso crítico: o lançamento. Outro rebento da série RORSAT acabou poluindo o Pacífico perto do Japão, o primeiro Lunokhod derrubou 11 kg de polônio em sua pátria-mãe soviética, enquanto a sonda russa Mars 96 caiu nos Andes, entre o Chile e a Bolívia, com 200 g de plutônio. Neste último caso, nem o Chile nem os russos se manifestaram e nada foi retirado. Paciência para a população andina, as lhamas e os condores!

Uma bomba nuclear no espaço

Última possibilidade: armas nucleares. Certamente, nunca houve uma bomba nuclear no espaço e nunca houve uma explosão nuclear, não é? O tratado do espaço proíbe formalmente! Certamente, mas foi assinado a partir de 1967 - muito depois dos primeiros... testes nucleares espaciais. Sim, para seu arsenal anti-satélite, os militares consideraram, obviamente, a arma nuclear.


Assim, em 9 de julho de 1962, uma bomba nuclear americana explodiu no espaço. Nome de código da operação: "Starfish Prime". Tudo correu maravilhosamente, ou pelo menos assim parecia até se observar de perto.

Primeiro problema: um pulso eletromagnético ocorre no momento da explosão e tem a tendência de inutilizar qualquer dispositivo elétrico localizado nas proximidades. Então, tanto na Terra, abaixo do satélite, quanto no espaço, para todos os satélites não ocultos pela Terra. Em particular, os satélites-espiões destinados a monitorar a explosão à distância pereceram imediatamente, assim como outros que estavam apenas passando - é problemático.


Segundo problema: a explosão gera uma série de partículas de alta energia, que se espalham gradualmente ao redor da Terra, criando um novo cinturão de radiação. Um certo número de satélites não pode evitar atravessá-lo e, portanto, enfrenta alguns problemas eletrônicos.

Assim, Telstar e Ariel-1, bem como alguns outros que não haviam pedido nada, pereceram prematuramente. Os soviéticos observaram o mesmo tipo de coisas do seu lado: a arma nuclear não é muito prática no espaço. Foi mais fácil então assinar um tratado que a proíbe, obviamente...

E agora? Bem, as coisas são claras: conhecemos as vantagens e desvantagens das diversas utilizações nucleares espaciais. Depois, cabe a cada um tomar suas decisões... mas ninguém deve fingir surpresa, o nuclear espacial é um velho conhecido!

Fonte: The Conversation sob licença Creative Commons