I ricercatori esplorano il raffreddamento dell'energia nucleare con un finanziamento della NASA

Il progetto Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies alla Cornell è stato finanziato dalla NASA per far avanzare il futuro dell’esplorazione spaziale, comprese le missioni abilitate all’energia nucleare.

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Man mano che l’esplorazione dello spazio diventa più ambiziosa, i ricercatori della Cornell Engineering stanno utilizzando una sovvenzione della NASA per studiare le tecnologie per i sistemi energetici vitali che consentiranno alle missioni di durare più a lungo e di andare più lontano, comprese le missioni abilitate all’energia nucleare.

Una borsa di ricerca sulla tecnologia spaziale della NASA annunciata il 1 dicembre sta finanziando un progetto denominato AdVECT – Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies – guidato da Sadaf Sobhani, assistente professore presso la Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering. I co-investigatori della sovvenzione includono la professoressa assistente Elaine Petro e il ricercatore associato Andrew van Paridon, entrambi della Sibley School.

Il progetto mira a produrre nuove tecnologie ceramiche di reiezione del calore adatte ai sistemi di energia nucleare, compresa l’energia di superficie a fissione, che un giorno potrebbe consentire il funzionamento di una base lunare, e la propulsione elettrica nucleare, che potrebbe lanciare in modo efficiente razzi su Marte.

Sobhani e i suoi collaboratori svilupperanno nuove resine ceramiche e tecniche di produzione additiva per componenti di stampa 3D come radiatori ceramici porosi con tubazioni di calore incorporate. Verranno utilizzati imaging a raggi X, analisi termica e test in camera a vuoto per ottimizzare la resistenza meccanica e altre proprietà della ceramica.

L’obiettivo è superare i limiti delle tecnologie di raffreddamento attualmente utilizzate per l’esplorazione spaziale, come i radiatori con tubi di calore incapsulati in metallo che sono relativamente pesanti e limiterebbero le missioni future. Secondo Sobhani, le alternative più leggere in composito di carbonio sono difficili da integrare nei radiatori ad alta temperatura e potrebbero non essere abbastanza resistenti da resistere ad ambienti spaziali difficili.

“Le tecnologie di smaltimento del calore della ceramica sono leggere, resistenti alle alte temperature e meccanicamente robuste”, ha affermato Sobhani, il cui gruppo di ricerca si concentra sulle tecnologie di gestione dell’energia. “Sfruttando la produzione additiva, siamo in grado di estendere ulteriormente questi vantaggi consentendo un’integrazione perfetta tra tubi di calore e altri componenti”.

Sobhani ha aggiunto che i sistemi di raffreddamento in ceramica possono anche aumentare la tolleranza al congelamento e allo scongelamento dei tubi incorporando refrigeranti che solo la ceramica può gestire.

“I sistemi di energia nucleare contribuiranno a rendere possibili le future missioni spaziali con e senza equipaggio. Siamo ansiosi di contribuire allo sviluppo di un nuovo approccio per la gestione termica di questi futuri sistemi”, ha affermato Sobhani.

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