Fusão nuclear: Lockheed Martin promete reator revolucionário para breve

O controle da fusão nuclear, o Santo Graal da geração de eletricidade e outras formas de energia, parece estar mais próximo do que nunca, após décadas de promessas frustradas. Uma indicação disto é o número de empresas privadas dos EUA e da Europa que estão trabalhando em projetos na área, com enfoques tecnológicos diferentes dos clássicos reatores tokamak desenvolvidos desde a década de 1950, mas que até agora nunca conseguiram manter reações de fusão sustentáveis, ou seja, capazes de gerar mais energia que a consumida no processo (ver Alerta Científico e Ambiental, 05/11/2015). Um desses é o da Lockheed Martin estadunidense, cuja divisão de projetos avançados, conhecida como Skunk Works, acaba de anunciar uma patente para um reator de 100 megawatts, que a empresa espera ter pronto para produção seriada a partir de 2019.

Chamado Reator de Fusão Compacto (CFR, na sigla em inglês), o projeto foi originalmente anunciado no início de 2013, tendo sido mencionado na edição de 7 de março daquele ano deste Alerta. Na ocasião, a expectativa da empresa era a de ter um protótipo operacional até 2017 e os reatores comerciais até 2023. Aparentemente, o embora o anúncio da disponibilidade do protótipo tenha atrasado, é possível que a operação comercial tenha início bem antes do previsto.

O anúncio da patente foi feito com grande pompa, possivelmente, como uma resposta às superarmas avançadas anunciadas pelo presidente russo Vladimir Putin, no início de março (Alerta Científico e Ambiental, 08/03/2018), a julgar pela ênfase dada nas possibilidades de usos militares da nova tecnologia. A nota publicada pelo sítio The Drive sintetiza o entusiasmo (26/03/2018):

 A Lockheed Martin tem desenvolvido secretamente (sic) um reator de fusão nuclear compacto revolucionário, que poderá ser potencialmente instalado em um caça a jato. Se a última patente da companhia de defesa serve como orientação, a tecnologia de fusão nuclear poderá revolucionar a indústria aeronáutica e, eventualmente, iniciar o salto quântico dos combustíveis fósseis para reatores de fusão compactos para a indústria. (…) O sistema protótipo seria do tamanho de um contêiner marítimo, mas capaz de produzir energia suficiente para alimentar 80 mil residências ou um porta-aviões da classe Nimitz, já no próximo ano ou pouco depois.

Na verdade, segundo as informações divulgadas no próprio sítio do projeto, o protótipo de laboratório (foto abaixo) é bem menor e o reator comercial poderá ser transportado por um caminhão, sendo instalado em um cilindro de 4 metros de comprimento e 2 m de diâmetro.
O anúncio da patente, intitulada “Encapsulando campos magnéticos para confinamento de plasma”, com algumas das ilustrações que a acompanham, é um fato extremamente incomum, ainda mais tratando-se de um projeto da Skunk Works, geralmente rodeados do máximo sigilo, por envolverem tecnologias que costumam estar bastante além do estado da arte conhecido, não só nos EUA, mas no resto do mundo. A nota do The Drive reforça a percepção de que a decisão foi tomada nos mais altos níveis decisórios do Establishment estadunidense, como contraponto às novas tecnologias russas:

Embora um caça com propulsão de fusão nuclear, certamente, mudaria o tabuleiro do jogo da geopolítica, os fatores das tecnologias hipersônicas e armas de altas energias, além de armas de tecnologias avançadas para o próximo conflito global (sic) já foram identificados.

Na verdade, as superpotências globais entendem que a primeira que possuir essas tecnologias não apenas revolucionará os seus programas civis e militares, mas também ditará o caminho futuro para as civilizações no planeta Terra, e como tal a nova corrida armamentista começou, não apenas com as mesmas armas que definiram a primeira Guerra Fria.

Por sua vez, a Skunk Works destaca as dimensões reduzidas como um dos aspectos revolucionários do CFR:

Algumas configurações poderão prover um reator de fusão que seja suficientemente compacto para ser montado sobre ou num veículo como um caminhão, avião, navio, trem, espaçonave ou submarino. Algumas configurações poderão prover um reator de fusão que possa ser utilizado em usinas de dessalinização ou de eletricidade.

A Fig. 1 da patente exemplifica algumas das aplicações:

A grande maioria dos projetos de fusão nuclear utiliza a tecnologia dos tokamaks, originalmente desenvolvida na antiga União Soviética, que emprega grandes eletroímãs para a geração de fortes campos magnéticos de forma toroidal (semelhante a um pneu), em cujo interior ocorrem as reações de fusão de isótopos de hidrogênio, com a liberação de energia – até agora, menos do que a empregada no processo. O CFR utiliza um conceito algo diferente, como explica o chefe do projeto, Dr. Thomas McGuire, segundo a nota do The Drive:

“O problema com os tokamaks é que eles não podem segurar muito plasma, o que nós chamamos de limite beta”, diz McGuire. Medido como a razão entre a pressão do plasma e a pressão magnética, o limite beta do tokamak padrão é baixo, ou “cerca de 5% da pressão de confinamento”, diz ele. Comparando o tórus a um pneu de bicicleta, McGuire Acrescenta, “se se coloca muita pressão, eventualmente, o pneu confinante vai estourar, de modo que para operar com segurança, não se chega muito perto disso”.

O CFR evitará esses problemas, com uma abordagem radicalmente diferente para o confinamento do plasma. Em vez de confinar o plasma com anéis tubulares, uma série de bobinas supercondutoras irá gerar uma nova geometria do campo magnético, na qual o plasma é mantido dentro dos limites mais amplos de toda a câmara de reação. Magnetos supercondutores dentro das bobinas geram um campo magnético em torno da borda exterior da câmara. “Então, para nós, em vez de um pneu de bicicleta se expandindo no ar, nós temos algo mais parecido com um tubo que se expande em uma parede cada vez mais forte”, diz McGuire. Assim, o sistema é regulado por um mecanismo de retroalimentação autorregulador, pelo qual quanto mais longe vai o plasma, mais fortemente o campo magnético pressiona de volta para contê-lo. Espera-se que o CFR tenha uma razão de limite beta de um. “Nós devemos ser capazes de chegar a 100% ou mais”, acrescenta ele.

Considerando que a explicação do Dr. McGuire se refere a uma entrevista concedida por ele à revista Aviation Week & Space Technology em 2014, é de se supor que as possibilidades mencionadas por ele tenham se concretizado nos testes do protótipo do CFR.

O sítio do projeto sugere que tal perspectiva é real, ao anunciar:

Um reator suficientemente pequeno para ser montado sobre um caminhão poderá fornecer energia suficiente para uma pequena cidade de até 100 mil habitantes. Com base em mais de 60 anos de pesquisa de fusão, o conceito da Skunk Works da Lockheed Martin para um reator de fusão compacto é o de um alto limite beta. Este conceito utiliza uma alta fração de pressão de campo magnético, ou todo o seu potencial, de modo que podemos fazer os nossos aparelhos serem dez vezes menores que os conceitos anteriores. Isto significa que podemos substituir um aparelho que pode ser instalado em um grande edifício por um que pode ser montado em um caminhão.

Abaixo, um diagrama esquemático do CFR:

De acordo com os seus projetistas, um CFR de 100 MW poderá funcionar durante um ano com uma carga de 11 kg de combustível constituído por uma mistura de isótopos de hidrogênio – deutério e trítio.

A despeito de toda a propaganda sobre as aplicações militares do CFR, o potencial de usos civis da nova tecnologia é incomparavelmente mais relevante, pois oferece uma perspectiva de substituição a médio prazo (10-20 anos) de grande parte da utilização de combustíveis fósseis para a geração de eletricidade. Excusado dizer que os impactos políticos e econômicos seriam igualmente enormes, a começar para a própria estrutura de poder estadunidense, que tem na combinação indústria petrolífera/“petrodólar” um dos seus pilares centrais. Embora a Lockheed Martin seja uma das empresas-chave dessa estrutura de poder, a mera introdução em uso comercial do CFR esvaziará grande parte das atuais motivações da estratégia hegemônica do Establishment oligárquico anglo-americano. Ademais, mesmo protegido por patentes internacionais, o CFR irá deflagrar uma corrida pela busca de soluções tecnológicas semelhantes. Em essência, se as suas promessas se confirmarem, o CFR poderá ser uma tecnologia determinante para a reconfiguração da ordem de poder mundial que se encontra em curso. E, possivelmente, contrariando as intenções dos mentores da sua divulgação, neste momento.

Sobre a Skunk Works

A Skunk Works, como é mais conhecida a divisão de Programas de Desenvolvimento Avançados da Lockheed Martin, foi criada em 1943, meio século antes da fusão da Lockheed Corporation com a Martin Marietta (em 1993). Seu primeiro projeto, o caça a jato Lockheed XP-80, foi concluído em apenas 143 dias. Desde então, a divisão foi responsável por vários projetos de aeronaves militares revolucionárias, como os aviões-espiões U-2 e SR-71 Blackbird (que até hoje detém o recorde mundial oficial de velocidade para aviões tripulados), o caça-bombardeiro “invisível” F-117 Nighthawk, os caças de quinta geração F-22 Raptor e F-35 Lightning II, o drone RQ-170 Sentinel, entre outros.

A divisão, sediada em Palmdale, Califórnia, funciona física e administrativamente à parte do restante da empresa, sob estritas condições de segurança. A natureza ultrassecreta das suas atividades tem dado origem a numerosos rumores de que seus cientistas e engenheiros estariam desenvolvendo tecnologias energéticas e de propulsão muito mais avançadas do que as empregadas atualmente pela indústria aeroespacial, no contexto dos chamados “programas negros” (black projects) da Força Aérea dos EUA, geralmente financiados com recursos extraorçamentários, sobre os quais o Congresso tem supervisão escassa ou nula.

Em março de 1993, Benjamin “Ben” Rich, que dirigiu a Skunk Works entre 1975 e 1991, proferiu uma rara conferência pública, na Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), da qual foi aluno. Na ocasião, em meio a um relato geral sobre a história da divisão, ele fez confidências que deixaram perplexa a audiência, constituída por profissionais da indústria aeroespacial, acadêmicos, jornalistas, militares e oficiais de inteligência. Em seus comentários finais, enquanto mostrava um slide da concepção artística de uma aeronave de forma discoide, ele afirmou que a Skunk Works continuaria a desenvolver tecnologia de ponta, mas ninguém poderia prever aonde isto a levaria. E disse: “Nós já temos os meios de viajar entre as estrelas, mas essas tecnologias estão fechadas em projetos negros e seria preciso um ato de Deus para tirá-las de lá para beneficiar a humanidade. Qualquer coisa que vocês puderem imaginar, nós já sabemos como fazer.”

E concluiu: “Nós já temos a tecnologia para levar o ET de volta para casa [uma referência ao célebre filme E.T., de Steven Spielberg – n.e.].”

Embora não tenha havido debate, após a conferência, Rich foi cercado por curiosos, que lhe pediram para esclarecer melhor as suas ousadas afirmativas. Uma delas lhe perguntou como seria possível chegar às estrelas. Sua resposta foi: “Primeiro, você tem que entender que não vamos chegar lá usando propulsão química. Segundo, nós temos que desenvolver uma nova tecnologia de propulsão. O que temos que fazer é descobrir onde Einstein estava errado.”

Um dos presentes, o engenheiro aeroespacial Tom Keller, ex-funcionário da NASA, descreveu as suas impressões:

Minha impressão foi que, na Skunk Works, eles estavam procurando brechas no trabalho de Einstein, que lhes daria uma maneira de viajar até as estrelas e de volta, a velocidades ultraelevadas, mais rápidas que a luz. Eu interpretei que os comentários de Rich implicavam que os cientistas da Skunk Works haviam encontrado a tal brecha – e estavam construindo ou haviam construído uma nave para explorá-la (Mufon Journal, May 2010).

Embora tais implicações possam parecer ficção científica, Ben Rich (que morreu de câncer, em 1996) foi um dos mais respeitados engenheiros aeroespaciais estadunidenses e chefiava um grupo que, repetidas vezes, deu demonstrações de estar adiante das diretrizes tecnológicas convencionais da indústria. Pela sua trajetória, convém não duvidar das suas façanhas.

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