Investigadores exploran el enfriamiento de la energía nuclear con una subvención de la NASA

El proyecto Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies en Cornell está financiado por la NASA para avanzar en el futuro de la exploración espacial, incluidas las misiones basadas en energía nuclear.

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A medida que la exploración espacial se vuelve más ambiciosa, los investigadores de Cornell Engineering están utilizando una subvención de la NASA para investigar tecnologías para los sistemas de energía vital que permitirán que las misiones duren más y lleguen más lejos, incluidas las misiones basadas en energía nuclear.

Una subvención de investigación de tecnología espacial de la NASA anunciada el 1 de diciembre financia un proyecto denominado AdVECT (Tecnologías de refrigeración integradas en vehículos aditivos) dirigido por Sadaf Sobhani, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Sibley. Los coinvestigadores de la subvención incluyen a la profesora asistente Elaine Petro y al investigador asociado senior Andrew van Paridon, ambos de la Escuela Sibley.

El proyecto tiene como objetivo producir nuevas tecnologías cerámicas de rechazo de calor adecuadas para sistemas de energía nuclear, incluida la energía de superficie de fisión, que algún día podría permitir el funcionamiento de una base lunar, y la propulsión eléctrica nuclear, que podría impulsar eficientemente cohetes a Marte.

Sobhani y sus colaboradores desarrollarán nuevas resinas cerámicas y técnicas de fabricación aditiva para imprimir en 3D componentes como radiadores cerámicos porosos con tuberías de calor integradas. Se emplearán imágenes de rayos X, análisis térmico y pruebas en cámara de vacío para optimizar la resistencia mecánica y otras propiedades de la cerámica.

El objetivo es superar las limitaciones de las tecnologías de refrigeración que se utilizan actualmente para la exploración espacial, como los radiadores con tubos de calor encapsulados en metal que son relativamente pesados ​​y limitarían futuras misiones. Según Sobhani, las alternativas más ligeras de compuestos de carbono son difíciles de integrar en radiadores de alta temperatura y pueden no ser lo suficientemente duraderas para soportar entornos espaciales hostiles.

"Las tecnologías cerámicas de rechazo de calor son livianas, resistentes a altas temperaturas y mecánicamente robustas", dijo Sobhani, cuyo grupo de investigación se centra en tecnologías de gestión de energía. "Al aprovechar la fabricación aditiva, podemos ampliar aún más estas ventajas al permitir una integración perfecta entre los tubos de calor y otros componentes".

Sobhani añadió que los sistemas de refrigeración cerámicos también pueden aumentar la tolerancia a la congelación y descongelación de las tuberías incorporando refrigerantes que sólo la cerámica puede soportar.

“Los sistemas de energía nuclear ayudarán a permitir futuras misiones espaciales tripuladas y no tripuladas. Estamos ansiosos por contribuir al desarrollo de un enfoque novedoso para la gestión térmica de estos sistemas futuros”, dijo Sobhani.

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