Proyecto Rover

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Kiwi
Kiwi A Prime en el banco de pruebas
Pais de origen	Estados Unidos
Disenado por	Los Alamos Scientific Laboratory
Fabricante	Los Alamos Scientific Laboratory
Aplicacion	Investigacion y desarrollo
Cohete de combustible liquido
Propergol	Hidrogeno liquido / 480 seconds
Ciclo	Turbina
Rendimiento
Empuje (vacio)	55 000 lbf (244 652,1 N)
Presion de la camara	500 libras por pulgada cuadrada (350 mca)
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El Proyecto Rover fue un proyecto estadounidense para desarrollar un propulsor termonuclear que funciono de 1955 a 1973 en el Laboratorio Cientifico de Los Alamos (LASL). Comenzo como un proyecto de las Fuerzas Aereas de los Estados Unidos para desarrollar una etapa superior de propulsion nuclear para un misil balistico intercontinental (ICBM). El proyecto se transfirio a la NASA en 1958, despues de que la crisis del Sputnik desencadenara la Carrera Espacial. Fue gestionado por la Oficina de Propulsion Nuclear Espacial (SNPO), una agencia conjunta de la Comision de Energia Atomica (AEC) y la NASA. El Proyecto Rover paso a formar parte del proyecto Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA) de la NASA y, en lo sucesivo, se ocupo de la investigacion sobre el diseno de reactores nucleares para cohetes, mientras que NERVA se ocupo del desarrollo general y el despliegue de motores nucleares para cohetes, asi como de la planificacion de misiones espaciales.

Los reactores nucleares para el Proyecto Rover se construyeron en el Area Tecnica 18 (TA-18) del LASL, tambien conocida como Pajarito Canyon Site. Alli se probaron a muy baja potencia y luego se enviaron al Area 25 (conocida como Jackass Flats) en el emplazamiento de pruebas de Nevada de la AEC. Las pruebas de los elementos combustibles y otras ciencias de los materiales fueron realizadas por la Division N del LASL en TA-46 utilizando varios hornos y, mas tarde, un reactor de pruebas personalizado, el Horno Nuclear. El Proyecto Rover dio lugar al desarrollo de tres tipos de reactores: Kiwi (1955 a 1964), Phoebus (1964 a 1969) y Pewee (1969 a 1972). Kiwi y Phoebus eran reactores grandes, mientras que Pewee era mucho mas pequeno, ajustandose al menor presupuesto disponible despues de 1968.

Los reactores se alimentaban con uranio altamente enriquecido, y el hidrogeno liquido se utilizaba como propulsor de cohetes y refrigerante del reactor. El grafito nuclear y el berilio se utilizaban como moderadores y reflectores de neutrones. Los motores se controlaban mediante tambores con grafito o berilio en un lado y boro (un veneno nuclear) en el otro, y el nivel de energia se ajustaba girando los tambores. Como el hidrogeno tambien actua como moderador, al aumentar el flujo de propulsante tambien aumentaba la potencia del reactor sin necesidad de ajustar los tambores. Las pruebas del Proyecto Rover demostraron que los motores nucleares de los cohetes podian apagarse y volver a encenderse muchas veces sin dificultad, y que podian agruparse si se deseaba mas empuje. Su impulso especifico (eficiencia) era aproximadamente el doble que el de los cohetes quimicos.

El cohete nuclear gozo de un fuerte apoyo politico por parte del influyente presidente del Comite Conjunto de Energia Atomica del Congreso de los Estados Unidos, el senador Clinton P. Anderson de Nuevo Mexico (donde se encontraba el LASL), y de sus aliados, los senadores Howard Cannon de Nevada y Margaret Chase Smith de Maine. Esto le permitio sobrevivir a multiples intentos de cancelacion que se hicieron cada vez mas graves en el recorte de costes que prevalecio a medida que se intensificaba la guerra de Vietnam y despues de que la carrera espacial terminara con el alunizaje del Apolo 11. Los proyectos Rover y NERVA fueron cancelados por su objecion en enero de 1973, y ninguno de los reactores llego a volar.

Durante la Segunda Guerra Mundial, algunos cientificos del Laboratorio de Los Alamos del Proyecto Manhattan, entre ellos Stan Ulam, Frederick Reines y Frederic de Hoffmann, especularon con el desarrollo de cohetes de propulsion nuclear.^[1] En 1947, Ulam y Cornelius Joseph <> Everett escribieron un articulo en el que consideraban el uso de bombas atomicas como medio de propulsion de cohetes, el cual se convirtio en la base del Proyecto Orion.^[2] En diciembre de 1945, Theodore von Karman y Hsue-Shen Tsien redactaron un informe para las Fuerzas Aereas del Ejercito de Estados Unidos. Aunque coincidian en que aun no era practico, Tsien especulaba con la posibilidad de que algun dia los cohetes de propulsion nuclear tuvieran potencia suficiente para poner satelites en orbita.^[3]

En 1947, el Laboratorio de Aerofisica de North American Aviation publico un amplio documento en el que se analizaban muchos de los problemas que planteaba la utilizacion de reactores nucleares para propulsar aviones y cohetes. El estudio se centraba especificamente en un avion con una autonomia de 16.000 kilometros y una carga util de 3.600 kilogramos, y abarcaba las turbobombas, la estructura, los depositos, la aerodinamica y el diseno del reactor nuclear. Se concluyo con que el hidrogeno era el mejor propulsante y que el grafito seria el mejor moderador de neutrones, pero asumieron una temperatura de funcionamiento de 3.150 degC (5.700 degF), que estaba mas alla de las capacidades de los materiales disponibles. La conclusion fue que los cohetes de propulsion nuclear aun no eran practicos.^[3]

La revelacion publica de la energia atomica al final de la guerra genero una gran cantidad de especulaciones, y en el Reino Unido, Val Cleaver, ingeniero jefe de la division de cohetes de De Havilland, y Leslie Shepard, fisico nuclear de la Universidad de Cambridge, consideraron independientemente el problema de la propulsion nuclear de cohetes. Ellos colaboraron y, en una serie de articulos publicados en el Journal of the British Interplanetary Society en 1948 y 1949, esbozaron el diseno de un cohete de propulsion nuclear con un intercambiador de calor de grafito de nucleo solido. Concluyeron a reganadientes que los cohetes nucleares eran esenciales para la exploracion del espacio profundo, pero que aun no eran tecnicamente viables.^{[4] [5]}

En 1953, Robert W. Bussard, un fisico que trabajaba en el proyecto de Energia Nuclear para la Propulsion de Aeronaves (NEPA) en el Laboratorio Nacional Oak Ridge, escribio un estudio detallado. Habia leido los trabajos de Cleaver y Shepard,^[6] los de Tsien^[7] y un informe de febrero de 1952 de los ingenieros de Consolidated Vultee.^[8] Utilizo datos y analisis de cohetes quimicos existentes, junto con las especificaciones de los componentes existentes. Sus calculos se basaban en el estado actual de los reactores nucleares.^[9] Las conclusiones pesimistas del Consolidated Vultee se debian, en parte, a que solo se habia tenido en cuenta un reducido abanico de posibilidades.^[8]

El resultado, Nuclear Energy for Rocket Propulsion, afirmaba que el uso de la propulsion nuclear en cohetes no esta limitado por consideraciones de energia de combustion y, por tanto, pueden utilizarse propulsores de bajo peso molecular, como el hidrogeno puro. Mientras que un motor convencional podria producir una velocidad de escape de 2.500 metros por segundo (8.300 pies/s), un motor nuclear alimentado con hidrogeno podria alcanzar una velocidad de escape de 6.900 metros por segundo (22.700 pies/s) en las mismas condiciones. Se propuso un reactor moderado por grafito debido a la capacidad del grafito para soportar altas temperaturas y concluyo que los elementos combustibles necesitarian un revestimiento protector para resistir la corrosion por el propulsante de hidrogeno.^[9]

El estudio de Bussard tuvo poca repercusion al principio, principalmente porque solo se imprimieron 29 ejemplares y estaba clasificado como Restricted Data, por lo que solo podia leerlo alguien con la autorizacion de seguridad necesaria.^[10] En diciembre de 1953, se publico en el Journal of Reactor Science and Technology de Oak Ridge. Aunque seguia siendo clasificado, esto le dio una mayor difusion.^[6] Darol Froman, director adjunto del Laboratorio Cientifico de Los Alamos (LASL), y Herbert York, director del Laboratorio de Radiacion de la Universidad de California en Livermore, se mostraron interesados y crearon comites para investigar la propulsion nuclear de cohetes. Froman llevo a Bussard a Los Alamos para que le ayudara durante una semana al mes.^[11]

El estudio de Robert Bussard tambien atrajo la atencion de John von Neumann, y este formo un comite ad hoc sobre Propulsion Nuclear de Misiles. Mark Mills, director adjunto de Livermore, fue su presidente, y sus otros miembros fueron Norris Bradbury, de LASL; Edward Teller y Herbert York, de Livermore; Abe Silverstein, director asociado del Laboratorio de Propulsion de Vuelo Lewis del Comite Asesor Nacional para la Aeronautica (NACA); y Allen F. Donovan, de Ramo-Wooldridge.^[11]

Tras escuchar las opiniones sobre varios disenos, el comite de Mills recomendo que se procediera al desarrollo, con el objetivo de producir una etapa superior nuclear para un misil balistico intercontinental (ICBM). York creo una nueva division en Livermore, y Bradbury creo otra llamada Division N en Los Alamos bajo la direccion de Raemer Schreiber, para proseguir con ello.^[12] En marzo de 1956, el Proyecto de Armas Especiales para las Fuerzas Armadas (AFSWP) recomendo asignar 100 millones de dolares (1121 millones de dolares en 2023) al proyecto del motor cohete nuclear en tres anos para que los dos laboratorios realizaran estudios de viabilidad y construyeran instalaciones de prueba.^[13]

Eger V. Murphree y Herbert Loper, de la Comision de Energia Atomica (AEC), se mostraron mas cautos. El programa de misiles Atlas avanzaba a buen ritmo y, si tenia exito, tendria alcance suficiente para alcanzar objetivos en la mayor parte de la Union Sovietica. Al mismo tiempo, las cabezas nucleares eran cada vez mas pequenas, ligeras y potentes. Los argumentos a favor de una nueva tecnologia que prometia cargas mas pesadas y distancias mas largas parecian insignificantes. Sin embargo, el cohete nuclear habia adquirido un poderoso patrocinador politico en el senador Clinton P. Anderson de Nuevo Mexico (donde se encontraba el LASL), vicepresidente del Comite Conjunto de Energia Atomica (JCAE) del Congreso de Estados Unidos, que era cercano a von Neumann, Bradbury y Ulam. De esa manera se consiguio financiacion.^[13]

Todo el trabajo sobre el cohete nuclear se consolido en Los Alamos, donde se le dio el nombre en clave de Proyecto Rover; a Livermore se le asigno la responsabilidad del desarrollo del ramjet nuclear, que recibio el nombre en clave de Proyecto Pluto.^[14] El Proyecto Rover estaba dirigido por un oficial de la USAF en servicio activo de la comision de servicio de la AEC, el teniente coronel Harold R. Schmidt. Respondia ante otro oficial de la USAF en comision de servicio, el coronel Jack L. Armstrong, que tambien estaba a cargo de los proyectos Pluto y del sistema nuclear de potencia auxiliar (SNAP).^[15]

En principio, el diseno de un motor cohete termico nuclear es bastante sencillo: una turbobomba impulsaria hidrogeno a traves de un reactor nuclear, donde seria calentado por el reactor a temperaturas muy elevadas y luego expulsado a traves de una tobera de cohete para producir empuje.^[16] En seguida surgieron complicaciones: el primero era que habia que encontrar un medio de controlar la temperatura y la potencia del reactor. En segundo lugar, habia que encontrar un medio para almacenar el propulsante. La unica forma practica de almacenar hidrogeno era en forma liquida, lo que requeria una temperatura inferior a 20 K (-253,2 degC). La tercera era que el hidrogeno se calentaria a una temperatura de unos 2.500 K (2.230 degC), y se necesitarian materiales que pudieran soportar tales temperaturas y resistir la corrosion por hidrogeno.^[16]

El hidrogeno liquido era teoricamente el mejor propulsor posible, pero a principios de los anos 50 era caro y solo estaba disponible en pequenas cantidades.^[17] En 1952, la AEC y la National Bureau of Standards habian abierto una planta cerca de Boulder (Colorado) para producir hidrogeno liquido destinado al programa de armas termonucleares.^[18] Antes de decidirse por el hidrogeno liquido, el LASL considero otros propulsores como el metano (CH
4) y el amoniaco (NH
3). El amoniaco, utilizado en las pruebas realizadas entre 1955 y 1957, era barato, facil de obtener, liquido a 239 K (-34 degC) y facil de bombear y manejar. Sin embargo, era mucho mas pesado que el hidrogeno liquido, lo que reducia el impulso del motor; tambien se descubrio que era aun mas corrosivo y tenia propiedades neutronicas indeseables.^[19]

Para el combustible, se consideraron el plutonio-239, el uranio-235 y el uranio-233. Se rechazo el plutonio porque, aunque forma compuestos con facilidad, no podian alcanzar temperaturas tan altas como las del uranio. Se considero seriamente el uranio-233, ya que comparado con el uranio-235 es ligeramente mas ligero, tiene un mayor numero de neutrones por evento de fision y una alta probabilidad de fision. Por tanto, ofrecia la posibilidad de ahorrar algo de peso en el combustible, pero sus propiedades radiactivas lo hacian mas dificil de manejar y, en cualquier caso, no era facil conseguirlo.^{[20] [21]} Por consiguiente, se opto por el uranio altamente enriquecido.^[22]

En cuanto a los materiales estructurales del reactor, se opto por el grafito o los metales.^[20] Entre los metales, el tungsteno era el preferido, pero era caro, dificil de fabricar y tenia propiedades neutronicas indeseables. Para evitar sus propiedades neutronicas, se propuso utilizar tungsteno-184, que no absorbe neutrones.^[23] Se eligio el grafito por ser barato, reforzarse a temperaturas de hasta 3.300 K (3.030 degC) y sublimarse en lugar de fundirse a 3.900 K (3.630 degC).^[24]

Para controlar el reactor, el nucleo estaba rodeado de tambores de control recubiertos de grafito o berilio (un moderador de neutrones) por un lado y de boro (un veneno de neutrones) por el otro. La potencia del reactor podia controlarse haciendo girar los tambores.^[25] Para aumentar el empuje, basta con aumentar el flujo de propulsante. El hidrogeno, ya sea en estado puro o en un compuesto como el amoniaco, es un moderador nuclear eficaz, y al aumentar el flujo tambien aumenta la velocidad de las reacciones en el nucleo. Este aumento de la velocidad de reaccion compensa el enfriamiento proporcionado por el hidrogeno. A medida que el hidrogeno se calienta, se expande, por lo que hay menos en el nucleo para eliminar el calor, y la temperatura se nivelara. Estos efectos opuestos estabilizan la reactividad, por lo que un motor cohete nuclear es naturalmente muy estable, y el empuje se controla facilmente variando el flujo de hidrogeno sin cambiar los tambores de control.^[26]

El LASL produjo una serie de conceptos de diseno, cada uno con su propio nombre en clave: Uncle Tom, Uncle Tung, Bloodhound y Shish.^[27] En 1955, se decidio por un diseno de 1.500 megavatios (MW) llamado Old Black Joe. En 1956, se convirtio en la base de un diseno de 2.700 MW destinado a ser la etapa superior de un misil balistico intercontinental.^[20]

En 1957, el proyecto del misil Atlas avanzaba a buen ritmo y, al disponerse de ojivas mas pequenas y ligeras, la necesidad de una etapa superior nuclear practicamente habia desaparecido.^{[28] [29]} El 2 de octubre de 1957, la AEC propuso recortar el presupuesto del Proyecto Rover, pero la propuesta pronto se vio menoscabada por los acontecimientos sucedidos a continuacion:^[30] dos dias despues, la Union Sovietica lanzo el Sputnik 1, el primer satelite artificial. Esto desato temores y diferentes opiniones en todo el mundo, demostro que la Union Sovietica tenia capacidad para lanzar armas nucleares a distancias intercontinentales, y socavo las nociones estadounidenses de superioridad militar, economica y tecnologica.^[31] Esto precipito la crisis del Sputnik y desencadeno la Carrera Espacial, un nuevo ambito de competicion en la Guerra Fria.^[32] Anderson queria dar la responsabilidad del programa espacial estadounidense a la AEC,^[33] pero el presidente estadounidense Dwight D. Eisenhower creo la Administracion Nacional de Aeronautica y del Espacio (NASA), que absorbio a la NACA.^[34]

Donald A. Quarles, subsecretario de Defensa, se reunio con T. Keith Glennan, el nuevo administrador de la NASA, y Hugh Dryden, su adjunto, el 20 de agosto de 1958,^[35] al dia siguiente de su toma de posesion en la Casa Blanca,^[36] y el proyecto Rover fue el primer punto del orden del dia. Quarles estaba ansioso por transferir el proyecto Rover a la NASA, puesto que ya no tenia una finalidad militar.^[15] Silverstein, a quien Glennan habia traido a Washington D. C. para organizar el programa de vuelos espaciales de la NASA,^[37] llevaba mucho tiempo interesado en la tecnologia de cohetes nucleares. El fue el primer alto cargo de la NACA que mostro interes por la investigacion de cohetes,^[38] habia iniciado la investigacion sobre el uso del hidrogeno como propulsor de cohetes,^[39] participo en el proyecto Propulsion Nuclear de Aeronaves (ANP por sus siglas en ingles), construyo el reactor Plum Brook de la NASA y habia creado un grupo de propulsion nuclear de cohetes en Lewis bajo la direccion de Harold Finger.^[40]

La responsabilidad de los componentes no nucleares del Proyecto Rover se transfirio oficialmente de las Fuerzas Aereas de los Estados Unidos (USAF) a la NASA el 1 de octubre de 1958,^[41] dia en que la NASA entro oficialmente en funcionamiento y asumio la responsabilidad del programa espacial civil estadounidense.^[42] El Proyecto Rover se convirtio en un proyecto conjunto NASA-AEC.^[41] Silverstein nombro a Finger de Lewis para supervisar el desarrollo del cohete nuclear. El 29 de agosto de 1960, la NASA creo la Oficina de Propulsion Nuclear Espacial (SNPO por sus siglas en ingles) para supervisar el proyecto del cohete nuclear.^[43] Finger fue nombrado director de la misma y Milton Klein, de la AEC, fue nombrado adjunto.^[44]

El 1 de febrero de 1961, Robert Seamans, administrador adjunto de la NASA, y Alvin Luedecke, director general de la AEC, firmaron un <>. A este le siguio un <>, que firmaron el 28 de julio de 1961.^[45] La SNPO tambien asumio la responsabilidad del SNAP, y Armstrong paso a ser ayudante del director de la Division de Desarrollo de Reactores de la AEC, y el teniente coronel G. M. Anderson, anteriormente responsable del proyecto SNAP en la disuelta Oficina de Propulsion Nuclear de Aeronaves (ANPO), se convirtio en jefe de la rama SNAP en la nueva division.^[44]

El 25 de mayo de 1961, el presidente John F. Kennedy se dirigio a una sesion conjunta del Congreso. <>, anuncio, <>. Despues anadio: <>.^[46]

Los reactores nucleares para el proyecto Rover se construyeron en el Area Tecnica 18 (TA-18) del LASL, tambien conocida como Pajarito Site. El combustible y los componentes internos del motor se fabricaron en el complejo Sigma de Los Alamos. Las pruebas de los elementos de combustible y otros materiales fueron realizadas por la Division N del LASL en TA-46 utilizando varios hornos y, mas tarde, un reactor de pruebas personalizado, el Horno Nuclear. El personal de las divisiones de Pruebas (J) y de Metalurgia Quimica (CMB) del LASL tambien participo en el proyecto Rover.^[47] Se construyeron dos reactores para cada motor; uno para experimentos criticos a potencia cero en Los Alamos y otro utilizado para pruebas a plena potencia.^[29] Los reactores se probaron a muy baja potencia antes de ser enviados al lugar de las pruebas.^[47]

En 1956, la AEC asigno 127.200 hectareas (314.000 acres) de una zona conocida como Jackass Flats en el Area 25 del Sitio de Pruebas de Nevada para su uso por el proyecto Rover.^[48] A mediados de 1957 comenzaron alli los trabajos en las instalaciones de pruebas. Todos los materiales y suministros tuvieron que ser traidos desde Las Vegas. La celda de pruebas A consistia en una granja de botellas de gas hidrogeno y un muro de hormigon de 0,91 metros (3 pies) de espesor para proteger la instrumentacion electronica de la radiacion del reactor. La sala de control estaba situada a 3,2 kilometros (2 mi) de distancia. El revestimiento de plastico de los cables de control fue mordido por roedores excavadores y tuvo que ser sustituido. El reactor se puso a prueba con el penacho de escape en el aire para que los productos de fision radiactivos recogidos del nucleo pudieran dispersarse de forma segura.^[20]

El edificio de mantenimiento y desmontaje del reactor (R-MAD) era en la mayoria de los aspectos una tipica celda caliente utilizada por la industria nuclear, con gruesos muros de hormigon, ventanas de visualizacion de vidrio de plomo y brazos de manipulacion remota. Solo era excepcional por su tamano: 76 metros (250 pies) de largo, 43 metros (140 pies) y 19 metros (63 pies) de alto. Esto permitia trasladar la locomotora dentro y fuera de un vagon de ferrocarril.^[20] Se decia que el <>, como se describia alegremente, era el ferrocarril mas corto y lento del mundo.^[49] Habia dos locomotoras: la electrica L-1, controlada por control remoto, y la diesel-electrica L-2, controlada manualmente, con blindaje contra la radiacion alrededor de la cabina.^[20]

La Celda de Pruebas C debia estar terminada en 1960, pero la NASA y la AEC no solicitaron fondos para construcciones adicionales ese ano; Anderson los proporciono de todos modos. Despues se produjeron retrasos en la construccion, que le obligaron a intervenir personalmente.^[50] En agosto de 1961, la Union Sovietica puso fin a la moratoria de pruebas nucleares que habia estado en vigor desde noviembre de 1958, por lo que Kennedy reanudo las pruebas en EE. UU. en septiembre.^[51] Con un segundo programa de choque en el campo de pruebas de Nevada, la mano de obra empezo a escasear y hubo una huelga.^[52]

Cuando aquello termino, los trabajadores tuvieron que enfrentarse a las dificultades de tratar con hidrogeno, que podia filtrarse por orificios microscopicos demasiado pequenos para permitir el paso de otros fluidos. El 7 de noviembre de 1961, un accidente menor provoco una violenta fuga de hidrogeno. El complejo entro finalmente en funcionamiento en 1964. La SNPO preveia la construccion de un motor nuclear para cohetes de 20.000 MW, por lo que el supervisor de la construccion, Keith Boyer, encargo a la Chicago Bridge & Iron Company la construccion de dos gigantescos Dewars de almacenamiento criogenico de 1.900.000 litros. Se anadio un edificio de mantenimiento y desmontaje de motores (E-MAD). Era mas grande que un campo de futbol, con gruesos muros de hormigon y bahias de blindaje donde se podian montar y desmontar los motores. Tambien habia un banco de pruebas de motores (ETS-1); estaba previsto construir dos mas.^[52]

Tambien habia una instalacion de almacenamiento de material radiactivo (RMSF). Se trataba de un emplazamiento de 8,5 hectareas (21 acres) aproximadamente equidistante del E-MAD, la Celda de Pruebas <> y el ETS-1. Estaba rodeado por una alambrada ciclonica con iluminacion perimetral de cuarzo. El ferrocarril de via unica que conectaba las instalaciones llevaba un ramal a traves de una unica puerta principal a la zona de almacenamiento, que luego se separaba en siete ramales. Dos de ellos conducian a bunkeres de 55,3 metros cuadrados. La instalacion se utilizo para almacenar una amplia variedad de articulos contaminados radiactivamente.^[53]

En febrero de 1962, la NASA anuncio el establecimiento de la Estacion de Desarrollo de Cohetes Nucleares (NRDS por sus siglas en ingles) en Jackass Flats, y en junio se establecio una sucursal de la SNPO en Las Vegas (SNPO-N) para gestionarla.^[45] Los trabajadores de la construccion se alojaron en Mercury, Nevada. Mas tarde se llevaron treinta remolques a Jackass Flats para crear un pueblo llamado <> en honor al supervisor, Keith Boyer.^[20]

La primera fase del Proyecto Rover, Kiwi, recibio su nombre del ave no voladora del mismo nombre de Nueva Zelanda,^[20] ya que los motores cohete Kiwi tampoco estaban destinados a volar. Su funcion era verificar el diseno y probar el comportamiento de los materiales utilizados.^[24] El programa Kiwi desarrollo una serie de motores nucleares de prueba no voladores, cuyo objetivo principal era mejorar la tecnologia de los reactores refrigerados por hidrogeno. Entre 1959 y 1964 se construyeron y probaron un total de ocho reactores. Se considero que Kiwi habia servido como prueba de concepto de los motores nucleares para cohetes.^[54]

La primera prueba del Kiwi A, el primer modelo del motor cohete Kiwi, se realizo en Jackass Flats el 1 de julio de 1959. El Kiwi A tenia un nucleo cilindrico de 132,7 centimetros de altura y 83,8 centimetros de diametro. Una isla central contenia agua pesada que actuaba a la vez como refrigerante y como moderador para reducir la cantidad de oxido de uranio necesaria. Las barras de control se encontraban dentro de la isla, que estaba rodeada por 960 placas de combustible de grafito cargadas con particulas de combustible de oxido de uranio de 4 micrometros (0,00016 pulg.) y una capa de 240 placas de grafito.^[55] El nucleo estaba rodeado por 43,2 centimetros (20 pulgadas) de moderador de lana de grafito y encerrado en una cubierta de aluminio. Como propulsante se utilizo hidrogeno gaseoso, a un caudal de 3,2 kilogramos por segundo (7,1 lb/s). Previsto para producir 100 MW, el motor funciono a 70 MW durante 5 minutos. La temperatura del nucleo fue mucho mas alta de lo previsto, hasta 2.900 K (2.630 degC), debido al agrietamiento de las placas de grafito, lo que fue suficiente para provocar la fusion de parte del combustible.^[55]

Para la siguiente prueba, el 8 de julio de 1960, se introdujeron una serie de mejoras para crear un motor conocido como Kiwi A Prime. Los elementos combustibles se extruyeron en cilindros y se recubrieron con carburo de niobio (NbC) para resistir la corrosion. Se apilaron seis de extremo a extremo y se colocaron en los siete orificios de los modulos de grafito para crear modulos de combustible de 137 centimetros de longitud. En esta ocasion, el reactor alcanzo 88 MW durante 307 segundos, con una temperatura media del gas de salida del nucleo de 2.178 K. La prueba se vio empanada por tres fallos en los modulos del nucleo, pero la mayoria apenas sufrieron danos. La prueba fue observada por Anderson y los delegados de la Convencion Nacional Democrata de 1960. En la convencion, Anderson anadio el apoyo a los cohetes nucleares a la plataforma del Partido Democrata.^[56]

La tercera y ultima prueba de la serie Kiwi A se realizo el 19 de octubre de 1960. El motor Kiwi A3 utilizaba elementos de combustible cilindricos de 27 pulgadas (69 cm) de longitud en camisas de carburo de niobio. El plan de pruebas preveia que el motor funcionara a 50 MW (media potencia) durante 106 segundos y, a continuacion, a 92 MW durante 250 segundos. El nivel de potencia de 50 MW se alcanzo con un flujo de propulsante de 2,36 kilogramos por segundo (5,2 lb/s), pero la temperatura del gas de salida fue de 1.861 K, mas de 300 K por encima de lo previsto. Tras 159 segundos, se aumento la potencia a 90 MW. Para estabilizar la temperatura del gas de salida en 2.173 K, se aumento la tasa de combustible a 3,81 kilogramos por segundo (8,4 lb/s). Mas tarde se descubrio que el sistema de medicion de la potencia neutronica estaba mal calibrado, y el motor funciono en realidad a una media de 112,5 MW durante 259 segundos, muy por encima de su capacidad de diseno. A pesar de ello, el nucleo sufrio menos danos que en la prueba de Kiwi A Prime.^[57]

Kiwi A se considero un exito como prueba de concepto de los motores nucleares para cohetes. Demostro que el hidrogeno podia calentarse en un reactor nuclear a las temperaturas necesarias para la propulsion espacial y que el reactor podia controlarse.^[58] Finger siguio adelante y llamo a licitacion a la industria para el desarrollo del Motor Nuclear para Aplicacion en Vehiculos Cohete (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application, NERVA) de la NASA, basado en el diseno del motor Kiwi.^[59] Rover paso a formar parte de NERVA; mientras que Rover se ocupaba de la investigacion sobre el diseno de reactores nucleares para cohetes, NERVA se ocupaba del desarrollo y despliegue de motores nucleares para cohetes, y de la planificacion de misiones espaciales.^[60]

El objetivo original del LASL habia sido un motor cohete nuclear de 10.000 MW capaz de lanzar 11.000 kilogramos (25.000 lb) a una orbita de 480 kilometros (300 mi). Este motor recibio el nombre en clave de Condor, en honor a las grandes aves voladoras, en contraste con el pequeno y no volador Kiwi. Sin embargo, en octubre de 1958, la NASA habia estudiado la posibilidad de colocar una etapa superior nuclear en un misil Titan I, y llego a la conclusion de que en esta configuracion una etapa superior con un reactor de 1.000 MW podia poner en orbita 6.400 kilogramos (14.000 lb). Esta configuracion se utilizo en los estudios de Nova, y se convirtio en el objetivo del proyecto Rover. El LASL planeo realizar dos pruebas con Kiwi B, un diseno intermedio de 1.000 MW, en 1961 y 1962, seguidas de dos pruebas de Kiwi C, un motor prototipo, en 1963, y realizar una prueba de reactor en vuelo (RIFT por sus siglas en ingles) de un motor de produccion en 1964.^[25]

Para el Kiwi B, el LASL introdujo varios cambios en el diseno con el fin de obtener el mayor rendimiento requerido. Se elimino el nucleo central, se aumento de cuatro a siete el numero de orificios de refrigeracion en cada elemento combustible hexagonal y se sustituyo el reflector de grafito por otro de berilio de 20 centimetros de grosor. Aunque el berilio era mas caro, mas dificil de fabricar y muy toxico, tambien era mucho mas ligero, lo que supuso un ahorro de 1.100 kilogramos (2.500 libras). Debido al retraso en la puesta a punto de la celula de pruebas C, algunas caracteristicas previstas para Kiwi C se incorporaron tambien a Kiwi B2. Entre ellas figuraban una tobera refrigerada por hidrogeno liquido en lugar de agua, una nueva turbobomba Rocketdyne^[25] y un arranque de emergencia, en el que el reactor se ponia en marcha unicamente con su propia energia.^[61]

La prueba del Kiwi B1A, la ultima en la que se utilizo hidrogeno gaseoso en lugar de liquido, estaba prevista inicialmente para el 7 de noviembre de 1961. La manana de la prueba, una fuga en una valvula provoco una violenta explosion de hidrogeno que volo las paredes de la nave e hirio a varios trabajadores; muchos sufrieron la rotura de timpanos y uno se fracturo un hueso del talon. El reactor no resulto danado, pero el vehiculo de pruebas y los instrumentos sufrieron graves danos, por lo que la prueba se aplazo un mes. Un segundo intento el 6 de diciembre fue abortado cuando se descubrio que muchos de los termopares de diagnostico habian sido instalados al reves. Finalmente, el 7 de diciembre, la prueba se puso en marcha. Se pretendia hacer funcionar el motor a 270 MW durante 300 segundos, pero la prueba se interrumpio tras solo 36 segundos a 225 MW porque empezaron a aparecer incendios de hidrogeno. Todos los termopares funcionaron correctamente, por lo que se obtuvieron muchos datos utiles. El flujo medio de hidrogeno durante la fase de maxima potencia del experimento fue de 9,1 kilogramos por segundo (20 lb/s).^{[62] [63]}

A continuacion, el LASL se propuso probar el Kiwi B2, pero se detectaron fallos estructurales que obligaron a redisenarlo. La atencion se centro entonces en el B4, un diseno mas radical, pero cuando intentaron colocar los grupos de combustible en el nucleo, se descubrio que los grupos tenian demasiados neutrones y se temio que el reactor se pusiera en marcha inesperadamente. El problema se determino en la absorcion de agua del aire normalmente seco de Nuevo Mexico durante el almacenamiento. Se corrigio anadiendo mas veneno neutronico. Despues de esto, los elementos combustibles se almacenaron en una atmosfera inerte. La Division N decidio entonces realizar pruebas con el motor B1 de reserva, el B1B, a pesar de las serias dudas que suscitaban los resultados de la prueba del B1A, con el fin de obtener mas datos sobre el rendimiento y el comportamiento del hidrogeno liquido.^{[64] [65]} En el arranque, el 1 de septiembre de 1962, el nucleo temblo, pero alcanzo los 880 MW. Unos destellos de luz alrededor de la tobera indicaron que se estaban expulsando pastillas de combustible; mas tarde se determino que habian sido once. En lugar de apagarse, los probadores hicieron girar los tambores para compensar, y pudieron seguir funcionando a plena potencia durante unos minutos antes de que un sensor explotara e iniciara un incendio, y el motor se apagara. Se cumplieron la mayoria de los objetivos de la prueba, pero no todos.^{[65] [66]}

La siguiente prueba de la serie fue del Kiwi B4A el 30 de noviembre de 1962. Se observo una llamarada cuando el reactor alcanzo los 120 MW. Se aumento la potencia a 210 MW, y se mantuvo asi durante 37 segundos. A continuacion se aumento la potencia a 450 MW, pero entonces las llamaradas se hicieron frecuentes y el motor se apago al cabo de 13 segundos. Tras la prueba se descubrio que el 97% de los elementos combustibles estaban rotos.^[67] Se apreciaron las dificultades de utilizar hidrogeno liquido y se diagnostico que la causa de las vibraciones y los fallos era una fuga de hidrogeno en el hueco entre el nucleo y la vasija de presion.^[68] A diferencia de un motor quimico, que probablemente habria explotado tras sufrir danos, el motor se mantuvo estable y controlable en todo momento. Las pruebas demostraron que un motor nuclear de cohete seria resistente y fiable en el espacio.^[65]

Kennedy visito Los Alamos el 7 de diciembre de 1962 para asistir a una sesion informativa sobre el proyecto Rover.^[69] Era la primera vez que un presidente estadounidense visitaba un laboratorio de armas nucleares. Kennedy llevo consigo un gran grupo que incluia a Lyndon Johnson, McGeorge Bundy, Jerome Wiesner, Harold Brown, Donald Hornig, Glenn Seaborg, Robert Seamans, Harold Finger y Clinton Anderson. Al dia siguiente, volaron a Jackass Flats, convirtiendo a Kennedy en el unico presidente que ha visitado un lugar de pruebas nucleares. El proyecto Rover habia recibido 187 millones de dolares en 1962, y la AEC y la NASA pedian otros 360 millones en 1963. Kennedy llamo la atencion sobre las dificultades presupuestarias de su administracion, y sus funcionarios y asesores debatieron el futuro del proyecto Rover y del programa espacial en general.^[70]

Finger reunio a un equipo de especialistas en vibraciones de otros centros de la NASA y, junto con personal de LASL, Aerojet y Westinghouse, realizo una serie de pruebas de reactor de <> utilizando elementos combustibles sin material fisionable. Se bombeo gas nitrogeno, helio e hidrogeno a traves del motor para inducir vibraciones. Se determino que estaban causadas por la inestabilidad en la forma en que el liquido fluia a traves de los espacios libres entre los elementos combustibles adyacentes. Se introdujeron una serie de pequenos cambios en el diseno para solucionar el problema de las vibraciones.^{[71] [72]} En la prueba Kiwi B4D del 13 de mayo de 1964, el reactor se puso en marcha automaticamente y funciono brevemente a plena potencia (990 MW) sin problemas de vibraciones. La prueba tuvo que interrumpirse a los 64 segundos cuando los tubos de las toberas se rompieron y provocaron una fuga de hidrogeno alrededor de la tobera que inicio un incendio. El enfriamiento se realizo tanto con hidrogeno como con 3.266 kilogramos (7.200 lb) de gas nitrogeno. En la inspeccion posterior a la prueba no se encontraron elementos combustibles danados.^[73]

La prueba final fue la prueba Kiwi B4E, el 28 de agosto, en la que el reactor funciono durante doce minutos, ocho de ellos a plena potencia (937 MW). Fue la primera prueba en la que se utilizaron pastillas de carburo de uranio en lugar de oxido de uranio, con un recubrimiento de carburo de niobio de 0,0508 milimetros (0,002 pulgadas). Se descubrio que se oxidaban al calentarse, provocando una perdida de carbono en forma de gas monoxido de carbono. Para minimizar este problema, las particulas se hicieron mas grandes (de 50 a 150 micrometros de diametro) y se les aplico una capa protectora de grafito pirolitico. El 10 de septiembre, Kiwi B4E se volvio a poner en marcha y funciono a 882 MW durante dos minutos y medio, demostrando la capacidad de un motor nuclear de cohete para apagarse y volver a encenderse.^{[74] [75]}

En septiembre de 1964, se realizaron pruebas con un motor Kiwi B4 y PARKA, un reactor Kiwi utilizado para pruebas en Los Alamos. Los dos reactores se pusieron a 4,9 metros (16 pies), 2,7 metros (9 pies) y 1,8 metros (6 pies) de distancia, y se tomaron medidas de reactividad. Estas pruebas demostraron que los neutrones producidos por un reactor causaban efectivamente fisiones en el otro, pero que el efecto era insignificante: 3, 12 y 24 centimos respectivamente. Las pruebas demostraron que los motores de cohetes nucleares adyacentes no interferirian entre si, por lo que podian agruparse, como a menudo se hacia con los quimicos.^{[76] [65] [77] [78]}

El siguiente paso en el programa de investigacion del LASL fue construir un reactor mas grande.^[79] El tamano del nucleo determina cuanto hidrogeno, necesario para la refrigeracion, puede impulsarse a traves de el; y cuanto combustible de uranio puede cargarse en el.^[80] En 1960, el LASL comenzo a planificar un reactor de 4.000 MW con un nucleo de 89 centimetros (35 pulgadas) como sucesor del Kiwi. El LASL decidio llamarlo Phoebe, en honor a la diosa griega de la Luna. Sin embargo, otro proyecto de arma nuclear ya tenia ese nombre, por lo que se cambio a Phoebus, un nombre alternativo de Apolo. Phoebus se topo con la oposicion de la SNPO, que queria un reactor de 20.000 MW. LASL penso que las dificultades de construir y probar un reactor tan grande se estaban tomando demasiado a la ligera; solo para construir el diseno de 4.000 MW se necesitaba una nueva tobera y una turbobomba mejorada de Rocketdyne. Se produjo un prolongado conflicto burocratico.^[79]

En marzo de 1963, la SNPO y el Marshall Space Flight Center (MSFC) encargaron a Space Technology Laboratories (STL) un informe sobre el tipo de motor nuclear que se necesitaria para las posibles misiones entre 1975 y 1990. Estas misiones incluian las primeras expediciones planetarias interplanetarias tripuladas de ida y vuelta (EMPIRE por sus siglas en ingles), los viajes planetarios de ida y vuelta y un transbordador lunar. La conclusion de este informe de nueve volumenes, entregado en marzo de 1965, y de un estudio de seguimiento, fue que estas misiones podian llevarse a cabo con un motor de 4.100 MW con un impulso especifico de 825 segundos (8,09 km/s). Se trataba de un motor mucho mas pequeno de lo que se habia pensado en un principio. De ahi surgio una especificacion para un motor nuclear de cohete de 5.000 MW, que paso a conocerse como NERVA II.^{[81] [82]}

El LASL y la SNPO acordaron que el LASL construiria dos versiones de Phoebus: el pequeno Phoebus I, con un nucleo de 89 centimetros (35 pulgadas) para probar combustibles, materiales y conceptos avanzados, y el mayor Phoebus II, de 140 centimetros (55 pulgadas), que serviria de prototipo para el NERVA II. Ambos se basarian en Kiwi. La atencion se centro en conseguir mas potencia de la que era posible con las unidades Kiwi y mantener la potencia maxima durante mas tiempo. Los trabajos en Phoebus I se iniciaron en 1963, construyendose un total de tres motores, denominados 1A, 1B y 1C.^[79]

Phoebus 1A fue probado el 25 de junio de 1965 y funciono a plena potencia (1.090 MW) durante diez minutos y medio. Desgraciadamente, la intensa radiacion ambiental provoco que uno de los medidores de capacitancia diera lecturas erroneas. Ante un medidor que indicaba que el deposito de propulsante de hidrogeno estaba casi vacio y otro que decia que estaba un cuarto lleno, y sin saber cual era el correcto, los tecnicos de la sala de control optaron por creer al que decia que estaba un cuarto lleno. Fue una decision equivocada: el tanque estaba casi vacio y el propulsante se agoto. Sin hidrogeno liquido para refrigerarlo, el motor, que funcionaba a 2.270 K (2.000 degC), se sobrecalento rapidamente y exploto. Aproximadamente una quinta parte del combustible salio despedida; la mayor parte del resto se fundio.^{[79] [83]}

La zona de pruebas se dejo durante seis semanas para dar tiempo a que los productos de fision altamente radiactivos se descompusieran. Se utilizo una motoniveladora con un secador de goma en el arado para amontonar la suciedad contaminada y poder recogerla. Cuando esto no funcionaba, se utilizaba una aspiradora de 150 kW (200 CV) para recoger la suciedad. Al principio, un robot recogia los fragmentos de la plataforma de pruebas, pero esto era demasiado lento, por lo que se recurrio a hombres con trajes de proteccion, que recogian los trozos con pinzas y los dejaban caer en botes de pintura rodeados de plomo y montados en pequenas plataformas rodantes. Asi se eliminaba la mayor parte de la contaminacion; el resto se desmenuzaba, barria, fregaba, lavaba o pintaba. Todo el trabajo de descontaminacion llevo dos meses a cuatrocientas personas y costo 50.000 dolares. La dosis media de radiacion recibida por los trabajadores de limpieza fue de 0,66 rems (0,0066 Sv), mientras que la maxima fue de 3 rems (0,030 Sv); LASL limito a sus empleados a 5 rems (0,050 Sv) al ano.^[79]

La siguiente prueba fue la de Phoebus 1B. Se encendio el 10 de febrero de 1967 y funciono a 588 MW durante dos minutos y medio. Para evitar que se repitiera el percance que habia sufrido Phoebus 1A, se instalo un dewar de almacenamiento criogenico de alta presion de 30.000 litros (8.000 galones) y 5.200 kilopascales (750 psi) para proporcionar un suministro de hidrogeno liquido de emergencia en caso de que se produjera un fallo en el sistema de suministro de propulsante primario. El 23 de febrero de 1967 se realizo una segunda prueba, en la que funciono durante 46 minutos, de los cuales 30 minutos fueron por encima de 1.250 MW, y se alcanzo una potencia maxima de 1.450 MW y una temperatura del gas de 2.444 K (2.171 degC). La prueba fue un exito, pero se detecto cierta corrosion.^[84]

A continuacion se probo el Phoebus 2A, de mayor tamano. El 8 de junio de 1968 se realizo un ensayo preliminar a baja potencia (2.000 MW) y el 26 de junio a plena potencia. El motor funciono durante 32 minutos, 12,5 de ellos por encima de 4.000 MW, y alcanzo una potencia maxima de 4.082 MW. En ese momento, la temperatura de la camara era de 2.256 K (1.983 degC) y el caudal total de 118,8 kilogramos por segundo (262 lb/s). No se pudo alcanzar el nivel maximo de potencia porque en este punto las temperaturas de los segmentos de la banda de sujecion que conectan el nucleo con el recipiente de presion alcanzaron su limite de 417 K (144 degC). El 18 de julio se realizo una tercera marcha, que alcanzo una potencia de 1.280 MW, y una cuarta ese mismo dia, con una potencia de unos 3.500 MW.^{[85] [86]} Una anomalia desconcertante fue que la reactividad fue inferior a la esperada. El hidrogeno liquido podria haber enfriado en exceso el reflector de berilio, haciendole perder de algun modo parte de sus propiedades moderadoras. Otra posibilidad es que haya dos isomeros de espin del hidrogeno: el parahidrogeno es un moderador de neutrones, pero el ortohidrogeno es un veneno, y quizas el elevado flujo de neutrones habia transformado parte del parahidrogeno en ortohidrogeno.^[87]

Pewee fue la tercera fase del proyecto Rover. LASL volvio a los nombres de pajaros, bautizandolo con el nombre del pewee norteamericano. Era pequeno, facil de probar y de un tamano adecuado para misiones cientificas interplanetarias sin tripulacion o pequenos <> nucleares. Su principal objetivo era probar elementos de combustible avanzados sin el gasto de un motor de tamano completo. Pewee tardo solo diecinueve meses en desarrollarse, desde que la SNPO lo autorizo en junio de 1967 hasta su primera prueba a escala real en diciembre de 1968.^[88]

Pewee tenia un nucleo de 53 centimetros (21 pulgadas) que contenia 36 kilogramos (80 libras) de 402 elementos combustibles y 132 elementos de apoyo. De los 402 elementos combustibles, 267 fueron fabricados por el LASL, 124 por el Laboratorio Astronuclear de Westinghouse y 11 en el Complejo de Seguridad Nacional Y-12 de la AEC. La mayoria estaban recubiertos de carburo de niobio (NbC), pero algunos lo estaban de carburo de circonio (ZrC); la mayoria tambien tenian un recubrimiento protector de molibdeno. Se temia que un reactor tan pequeno no alcanzara la criticidad, por lo que se anadio hidruro de circonio (un buen moderador) y se aumento el grosor del reflector de berilio a 20 centimetros (8 pulgadas). Habia nueve tambores de control. Todo el reactor, incluida la vasija de presion de aluminio, pesaba 2.570 kilogramos (5.670 lb).^{[88] [89] [90]}

Pewee 1 se puso en marcha tres veces: el 15 de noviembre de 1968, para una prueba de corta duracion, el 21 de noviembre, y el 4 de diciembre, para una prueba de resistencia a plena potencia. La prueba a plena potencia tuvo dos tiempos durante los cuales el reactor funciono a 503 MW (1,2 MW por elemento combustible). La temperatura media del gas de salida fue de 2.550 K (2.280 degC), la mas alta jamas registrada por el Proyecto Rover. La temperatura de la camara fue de 2.750 K (2.480 degC), otro record. La prueba demostro que el carburo de circon era mas eficaz para evitar la corrosion que el carburo de niobio. No se habia hecho ningun esfuerzo especial para maximizar el impulso especifico, ya que no era el proposito del reactor, pero Pewee logro un impulso especifico en vacio de 901 segundos (8,84 km/s), muy por encima del objetivo para el NERVA. Tambien lo fue la densidad de potencia media de 2.340 MW/m3; la densidad maxima alcanzo los 5.200 MW/m3. Esta cifra era un 20% superior a la de Phoebus 2A, y la conclusion fue que seria posible construir un motor aun mas ligero y potente.^{[89] [90]}

El LASL tardo un ano en modificar el diseno de Pewee para resolver el problema del sobrecalentamiento. En 1970, el Pewee 2 fue preparado en la Celda de Pruebas C para una serie de ensayos. El LASL planeo realizar doce pruebas a plena potencia a 2.427 K (2.154 degC), cada una de ellas de diez minutos de duracion, con un enfriamiento a 540 K (267 degC) entre cada prueba. La SNPO ordeno al LASL que devolviera Pewee a E-MAD.^[88] El problema era la Ley Nacional de Politica Medioambiental (NEPA), que el presidente Richard Nixon habia promulgado el 1 de enero de 1970.^[91] La SNPO creia que las emisiones radiactivas estaban dentro de las directrices y no tendrian efectos medioambientales adversos, pero un grupo ecologista afirmo lo contrario.^[88] La SNPO preparo un estudio completo de impacto ambiental para las proximas pruebas del horno nuclear.^[92] Mientras tanto, el LASL planifico una prueba de Pewee 3. Esta prueba se realizaria horizontalmente, con una carga de 1.000 toneladas. Esta prueba se realizaria horizontalmente, con un depurador para eliminar los productos de fision del penacho de escape. Tambien se planeo un Pewee 4 para probar los combustibles y un Pewee 5 para probar los postcombustores. Ninguna de estas pruebas llego a realizarse.^[88]

El horno nuclear era un reactor pequeno, una decima parte del tamano del Pewee, destinado a realizar pruebas a bajo coste. Originalmente iba a utilizarse en Los Alamos, pero el coste de crear un lugar de pruebas adecuado era mayor que el de utilizar la Celda de Pruebas C. Tenia un nucleo diminuto de 146 centimetros (57 pulgadas) de largo y 34 centimetros (13 pulgadas) de diametro que contenia 49 elementos combustibles hexagonales. De ellos, 47 eran pilas de combustible <> de carburo de uranio y carburo de circonio y dos contenian un grupo de siete elementos de pilas de combustible de carburo de uranio y circonio puros de un solo orificio. Ninguno de los dos tipos se habia probado antes en un reactor nuclear de propulsion de cohetes. En total, se trataba de unos 5 kg de uranio-235 altamente enriquecido (93%). Para alcanzar la criticidad con tan poco combustible, el reflector de berilio tenia mas de 36 centimetros de espesor. Cada pila de combustible tenia su propia camisa de agua de refrigeracion y moderacion. Se utilizo hidrogeno gaseoso en lugar de liquido para ahorrar dinero. Se desarrollo un depurador.^{[88] [90] [93]}

Los objetivos de las pruebas del horno nuclear eran verificar el diseno y probar los nuevos combustibles compuestos. Entre el 29 de junio y el 27 de julio de 1972, el NF-1 funciono cuatro veces a plena potencia (44 MW) y a una temperatura del gas de salida del combustible de 2.444 K (2.171 degC) durante un total de 108,8 minutos. La NF-1 funciono 121,1 minutos con una temperatura del gas de salida del combustible superior a 2.222 K (1.949 degC). Tambien alcanzo una densidad de potencia media de 4.500 a 5.000 MW/m3 con temperaturas de hasta 2.500 K (2.230 degC).^[94] El depurador funciono bien, aunque se filtro algo de kripton-85. La Agencia de Proteccion Medioambiental pudo detectar cantidades infimas, pero ninguna fuera del rango de prueba.^[88]

Las pruebas indicaron que las pilas de combustible de materiales compuestos serian buenas para un funcionamiento de dos a seis horas a 2.500 a 2.800 K (2.230 a 2.530 degC), que los combustibles de carburo darian un rendimiento similar a 3.000 a 3.200 K (2.730 a 2.930 degC), suponiendo que los problemas de agrietamiento pudieran superarse con un diseno mejorado. Para diez horas de funcionamiento, la matriz de grafito se limitaria a 2.200 a 2.300 K (1.930 a 2.030 degC), el compuesto podria llegar a 2.480 K (2.210 degC) y el carburo puro a 3.000 K (2.730 degC). Asi, el programa de pruebas termino con tres formas viables de pila de combustible.^[93]

En mayo de 1961, Kennedy dio su aprobacion para las pruebas de reactor en vuelo (RIFT por sus siglas en ingles). En respuesta, LASL establecio una Oficina de Seguridad de Vuelo del Rover, y SNPO creo un Panel de Seguridad de Vuelo del Rover, que apoyo el RIFT. La planificacion del RIFT de la NASA preveia la caida de hasta cuatro reactores en el Oceano Atlantico. El LASL tenia que determinar que ocurriria cuando un reactor cayera al agua a varios miles de kilometros por hora. En concreto, necesitaba saber si entraria en estado critico o explotaria al inundarse con agua de mar, un moderador de neutrones. Tambien preocupaba lo que ocurriria cuando se hundiera 3,2 kilometros hasta el fondo del Atlantico, donde estaria sometido a una presion aplastante. Habia que tener en cuenta el posible impacto sobre la vida marina y, de hecho, que vida marina habia alli abajo.^[95]

El LASL comenzo sumergiendo los elementos combustibles en agua. A continuacion, llevo a cabo una prueba de entrada de agua simulada (SWET) durante la cual se utilizo un piston de 30 centimetros (12 pulgadas) para forzar la entrada de agua en un reactor lo mas rapido posible. Para simular un impacto, se dejo caer un reactor simulado sobre hormigon desde una altura de 23 metros. Reboto 4,6 metros en el aire; la vasija de presion se abollo y muchos elementos de combustible se agrietaron, pero los calculos mostraron que no entraria en estado critico ni explotaria. Sin embargo, en el RIFT, el NERVA se situo encima de un cohete Saturno V de 91 metros de altura. Para averiguar que ocurriria si el cohete explotara en la plataforma de lanzamiento, se estrello un reactor simulado contra un muro de hormigon utilizando un trineo cohete. El nucleo se comprimio un 5%, y los calculos mostraron que, efectivamente, el nucleo entraria en estado critico y explotaria, con una fuerza equivalente a unos 2 kilogramos (4,4 lb) de explosivo de gran potencia, lo que probablemente seria insignificante en comparacion con los danos causados por la explosion de un cohete propulsor. Lo inquietante es que esta cifra era muy inferior a los 11 kilogramos (25 lb) que se habian previsto teoricamente, lo que indicaba que la modelizacion matematica era deficiente.^[95]

Cuando se determino que el NERVA no era necesario para el Apolo, y que por tanto no se necesitaria hasta los anos 70, el RIFT se pospuso,^[70] y luego se cancelo por completo en diciembre de 1963. Aunque su restablecimiento se discutio con frecuencia, nunca se produjo.^[96] Esto elimino la necesidad de mas SWET, pero la seguridad de los motores nucleares para cohetes seguia siendo motivo de preocupacion. Aunque un impacto o una explosion no podian causar una explosion nuclear, al LASL le preocupaba lo que ocurriria si el reactor se sobrecalentaba. Se ideo una prueba para crear la catastrofe mas devastadora posible. Se ideo una prueba especial conocida como Kiwi-TNT. Normalmente, los tambores de control giraban a una velocidad maxima de 45deg por segundo hasta la posicion de apertura total a 180deg Esto era demasiado lento para la devastadora explosion que se buscaba, asi que para el Kiwi-TNT se modificaron para que giraran a 4.000deg por segundo. La prueba se llevo a cabo el 12 de enero de 1965. Kiwi-TNT se monto en un vagon de ferrocarril de plataforma plana, apodado el Toonerville Trolley, y se aparco a 190 metros de la celda de pruebas C. Los tambores se hicieron girar al maximo, a 4.000deg por segundo, y el calor vaporizo parte del grafito, dando lugar a una vistosa explosion que lanzo por los aires elementos combustibles, seguida de una nube altamente radiactiva con una radiactividad estimada en 1,6 megacurios (59 PBq).^[95]

La mayor parte de la radiactividad de la nube se encontraba en forma de cesio-138, estroncio-92, yodo-134, circonio-97 y kripton-88, que tienen semividas cortas medidas en minutos u horas. La nube se elevo 790 metros en el aire y se desplazo hacia el suroeste, pasando por encima de Los Angeles y adentrandose en el mar. Fue seguida por dos aviones del Servicio de Salud Publica (PHS por sus siglas en ingles) que tomaron muestras. El PHS distribuyo dosimetros de pelicula a las personas que vivian en los limites de la zona de pruebas y tomo muestras de leche en las granjas lecheras situadas en la trayectoria de la nube. Los resultados revelaron que la exposicion de las personas que vivian fuera de la zona de pruebas de Nevada era insignificante. La lluvia radiactiva en el suelo tambien se disipo rapidamente. Los equipos de busqueda recorrieron la zona recogiendo restos. El mas grande fue un trozo del recipiente a presion de 67 kilogramos (148 lb) que se encontro a 230 metros (750 pies) de distancia; otro, de 44 kilogramos (98 lb) se encontro a 520 metros (1.700 pies) de distancia.^[97]

La explosion fue relativamente pequena, estimada en el equivalente de 90 a 140 kilogramos (200 a 300 libras) de polvora negra. Fue mucho menos violenta que una explosion de TNT, y de ahi los grandes trozos que se encontraron. La prueba demostro que el reactor no podia destruirse en el espacio volandolo en pedazos pequenos, por lo que habia que encontrar otro metodo para deshacerse de el al final de una mision espacial. El LASL decidio aprovechar la posibilidad de reiniciar el motor para deshacerse de un cohete nuclear lanzandolo a una orbita alta, de modo que abandonara por completo el sistema solar o regresara siglos mas tarde, momento en el que la mayor parte de la radiactividad se habria desintegrado. La Union Sovietica protesto alegando que se trataba de una prueba nuclear que violaba el Tratado de Prohibicion Parcial de Ensayos Nucleares, pero Estados Unidos respondio que se trataba de una prueba subcritica que no implicaba ninguna explosion. Sin embargo, el Departamento de Estado estaba muy descontento con la designacion Kiwi-TNT del LASL, ya que implicaba una explosion y hacia mas dificil acusar a los sovieticos de violar el tratado.^[97]

Durante el proyecto Rover se produjeron tres accidentes mortales. Un trabajador murio en un accidente de trafico. Otro murio por quemaduras tras verter gasolina sobre cintas informaticas clasificadas y prenderles fuego para deshacerse de ellas. Un tercero entro en un tanque de nitrogeno y murio asfixiado.^[98]

Rover siempre fue un proyecto controvertido, y defenderlo de las criticas requirio una serie de batallas burocraticas y politicas. En 1961, la Oficina de Presupuesto (BOB, por sus siglas en ingles) y el Comite Asesor Cientifico del Presidente (PSAC, por sus siglas en ingles) se opusieron a Rover por su coste, pero esta presion fue derrotada por el JCAE, donde Rover contaba con el apoyo incondicional de Anderson y Howard Cannon en el Senado, y de Overton Brooks y James G. Fulton en la Camara de Representantes.^[99] El PSAC y la BOB volvieron a intentarlo en 1964; las solicitudes presupuestarias de la NASA fueron recortadas, pero Rover salio intacto.^[100]

A finales de los sesenta, el creciente coste de la guerra de Vietnam aumento la presion sobre los presupuestos. Los miembros recien elegidos de la Camara de Representantes observaron criticamente al Rover y NERVA, viendolo como una puerta de entrada a un costoso programa abierto de exploracion del espacio profundo posterior a Apolo. Sin embargo, el proyecto Rover conto con el influyente apoyo de Anderson, Cannon y Margaret Chase Smith de Maine en el Senado, y de Fulton y George P. Miller (que sustituyo a Brooks como presidente del Comite de Ciencia, Espacio y Tecnologia de la Camara de Representantes de los Estados Unidos a la muerte de este en septiembre de 1961) en la Camara de Representantes.^[101]

El Congreso dejo de financiar el NERVA II en el presupuesto de 1967, pero Johnson necesitaba el apoyo de Anderson para su legislacion sobre Medicare, y el 7 de febrero de 1967 accedio a proporcionar dinero para NERVA II de su propio fondo de contingencia.^[102] Klein, que habia sucedido a Finger al frente de la SNPO en 1967, se enfrento a dos horas de preguntas sobre NERVA II ante el Comite de Ciencia y Astronautica de la Camara de Representantes, que habia recortado el presupuesto de la NASA. La desfinanciacion del NERVA II supuso un ahorro de 400 millones de dolares, principalmente en nuevas instalaciones que serian necesarias para probarlo. La AEC y la NASA accedieron, porque se habia demostrado que el NERVA I podia realizar las misiones que se esperaban del NERVA II.^[103]

NERVA tenia muchas misiones potenciales. La NASA se planteo utilizar el Saturno V y el NERVA en una <<Gran Vuelta>> al sistema solar. Entre 1976 y 1980 se produjo una rara alineacion de los planetas que ocurre cada 174 anos, lo que permitio que una nave espacial visitara Jupiter, Saturno, Urano y Neptuno. Con el NERVA, la nave podria pesar hasta 24.000 kilogramos. Esto suponiendo que el NERVA tuviera un impulso especifico de solo 825 segundos (8,09 km/s); 900 segundos (8,8 km/s) era mas probable, y con ello podria poner en orbita alrededor de la Luna una estacion espacial de 77.000 kilogramos (170.000 lb) del tamano del Skylab. Se podrian repetir los viajes a la Luna con el NERVA alimentando un transbordador nuclear. Tambien estaba la mision a Marte, que Klein evito mencionar diplomaticamente, sabiendo que, incluso tras el alunizaje del Apolo 11, la idea era impopular entre el Congreso y el publico en general.^[104]

La presion para reducir costes aumento despues de que Nixon sustituyera a Johnson como presidente en 1969. La financiacion de los programas de la NASA se redujo en el presupuesto de 1969, cerrando la linea de produccion del Saturno V,^[105] pero el NERVA se mantuvo. Klein aprobo un plan por el que el transbordador espacial ponia en orbita un motor NERVA y luego regresaba a por el combustible y la carga util. Esta operacion podia repetirse, ya que el motor NERVA podia volver a arrancarse.^{[106] [107]} El NERVA seguia contando con el apoyo incondicional de Anderson, Cannon y Smith, pero Anderson estaba envejeciendo y cansandose, y ahora delegaba muchas de sus funciones en Cannon. El NERVA recibio 88 millones de dolares en el ano fiscal (AF) 1970 y 85 millones en el AF 1971, con fondos procedentes conjuntamente de la NASA y la AEC.^[108]

Cuando Nixon intento cancelar el NERVA en 1971, los votos de Anderson y Smith acabaron con el proyecto favorito de Nixon, el transporte supersonico Boeing 2707. Fue una derrota impresionante para el presidente.^[109] En el presupuesto para el ano fiscal 1972 se recorto la financiacion del transbordador, pero el NERVA sobrevivio.^[110] Aunque su solicitud presupuestaria era de solo 17,4 millones de dolares, el Congreso le asigno 69 millones; Nixon solo gasto 29 millones.^{[108] [Nota 1]}

En 1972, el Congreso volvio a apoyar al NERVA. Una coalicion bipartidista encabezada por Smith y Cannon le asigno 100 millones de dolares; se calculo que un motor NERVA que cupiera en el compartimento de carga del transbordador costaria unos 250 millones de dolares a lo largo de una decada. Anadieron la condicion de que no se reprogramarian los fondos del NERVA para pagar otras actividades de la NASA. De todos modos, la administracion Nixon decidio cancelar el NERVA. El 5 de enero de 1973, la NASA anuncio que NERVA (y por tanto Rover) quedaba cancelado.^[111]

El personal del LASL y de la Oficina de Sistemas Nucleares Espaciales (SNSO), como habia sido rebautizada la SNPO en 1970,^[112] se quedo atonito; el proyecto de construir un pequeno NERVA que pudiera ser transportado a bordo del transbordador espacial habia ido viento en popa. Los despidos comenzaron inmediatamente y la SNSO fue suprimida en junio.^[111] Tras 17 anos de investigacion y desarrollo, los proyectos Rover y NERVA habian gastado unos 1.400 millones de dolares, pero ningun cohete de propulsion nuclear habia volado jamas.^[113]

En 1983, la Iniciativa de Defensa Estrategica (<>) identifico las misiones que podrian beneficiarse de cohetes mas potentes que los cohetes quimicos, y algunas que solo podrian llevarse a cabo con este tipo de cohetes.^[114] En febrero de 1983 se creo un proyecto de propulsion nuclear, SP-100, con el objetivo de desarrollar un sistema de cohete nuclear de 100 kW. Incorporaba un reactor de lecho de bolas, un concepto desarrollado por James R. Powell en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, que prometia temperaturas mas elevadas y mejores prestaciones que el NERVA.^[115] De 1987 a 1991 se financio como un proyecto secreto cuyo nombre en clave era Proyecto Timber Wind.^[116]

El cohete propuesto se amplio posteriormente en un diseno mas grande despues de que el proyecto se transfiriera al programa de Propulsion Termica Nuclear Espacial (SNTP) del Laboratorio Phillips de la Fuerza Aerea en octubre de 1991. La NASA realizo estudios como parte de su Iniciativa de Exploracion Espacial (SEI por sus siglas en ingles), pero considero que el SNTP no ofrecia mejoras suficientes respecto a los cohetes nucleares desarrollados por el proyecto Rover, y no fue requerido por ninguna mision de la SEI. El programa SNTP se dio por concluido en enero de 1994,^[115] tras invertir casi 200 millones de dolares.^[117]

En 2013 se estudio en el MSFC un motor para viajes interplanetarios de orbita terrestre a orbita de Marte, y viceversa, centrado en motores nucleares termicos para cohetes.^[118] Dado que son al menos dos veces mas eficientes que los motores quimicos mas avanzados, permiten tiempos de transferencia mas rapidos y una mayor capacidad de carga. La menor duracion del vuelo, estimada en 3-4 meses con motores nucleares,^[119] frente a los 8-9 meses con motores quimicos,^[120] reduciria la exposicion de la tripulacion a rayos cosmicos potencialmente daninos y dificiles de blindar.^[121] Los motores nucleares como el Pewee del proyecto Rover, fueron seleccionados en la Arquitectura de Referencia de Diseno de Marte (DRA),^[122] y el 22 de mayo de 2019, el Congreso aprobo 125 millones de dolares en financiacion para el desarrollo de cohetes nucleares.^{[123] [124]} En enero de 2023, la NASA y la Agencia de Proyectos de Investigacion Avanzada de Defensa (DARPA) anunciaron que colaborarian en el desarrollo de un motor de cohete termico nuclear que se probaria en el espacio para desarrollar la capacidad de propulsion nuclear para su uso en misiones tripuladas de la NASA a Marte.^[125]

Con el cierre de la SNPO, la Oficina de Operaciones de Nevada del Departamento de Energia asumio la responsabilidad de Jackass Flats.^[126] En 1973 y 1974 se llevo a cabo un estudio radiologico,^[127] seguido de una limpieza de la grave contaminacion radiactiva en el RMSF, el R-MAD, el ETS-1 y las celdas de pruebas A y C. El E-MAD seguia en uso y no formo parte del proyecto. Entre 1978 y 1984 se gastaron 1,624 millones de dolares en actividades de limpieza.^[128] Entre los elementos altamente contaminados que se retiraron figuraban una tobera Phoebus y dos escudos de reactor de 24,9 toneladas (27,5 toneladas cortas) y dos de 14 toneladas (15 toneladas cortas) del R-MAD. Se llevaron a los centros de gestion de residuos radiactivos de las zonas 3 y 5. Tambien se retiraron para su eliminacion unos 5.563 metros cubicos de tierra contaminada y 4.250 metros cubicos de metal y hormigon contaminados. Otros 631 metros cubicos de metal limpio y equipos se retiraron como residuos.^[129]

La celda de pruebas A fue demolida entre diciembre de 2004 y julio de 2005. Se retiraron materiales toxicos y peligrosos, como asbestos y laminas que rodeaban conductos electricos con niveles de cadmio superiores a los limites de vertido. Se encontro pintura que contenia bifenilos policlorados (PCB), pero no por encima de los limites de vertido. Se encontraron y retiraron unas 27 toneladas (30 toneladas cortas) de ladrillos de plomo en varios lugares. Tambien habia algunos restos de uranio y plutonio. El principal reto fue la demolicion del muro de proteccion de hormigon que contenia restos de europio-151, europio-153 y cobalto-59, que la absorcion de neutrones transforma en europio-152, europio-154 y cobalto-60 radiactivos. Durante la demolicion del muro, que se llevo a cabo con explosivos, hubo que evitar la formacion de polvo radiactivo peligroso.^{[48] [130]} La demolicion de la instalacion R-MAD comenzo en octubre de 2009 y finalizo en agosto de 2010.^[131]

Entre 1959 1972 se realizaron una docena de pruebas de las siguientes caracteristicas:^[132]

Reactor	Fecha de prueba	Inicios	Potencia plena media (MW)	Tiempo a plena potencia (s)	Temperatura del propulsante (camara) (K)	Temperatura del propulsante (salida) (K)	Presion de la camara (kPa)	Caudal (kg/s)	Impulso especifico del vacio (s)
Kiwi A	Julio de 1959	1	70	300		1778		3.2	724
Kiwi A Prime	Julio de 1960	1	88	307		2206	1125	3.0	807
Kiwi A3	Octubre de 1960	1	112.5	259		2172	1415	3.8	800
Kiwi B1A	Diciembre de 1961	1	225	36		1972	974	9.1	763
Kiwi B1B	Septiembre de 1962	1	880			2278	2413	34.5	820
Kiwi B4A	Noviembre 1962	1	450			1556	1814	19.0	677
Kiwi B4D	Mayo de 1964	1	915	64	2006	2378	3606	31.1	837
Kiwi B4E	Agosto de 1964	2	937	480	1972	2356	3427	31.0	834
Phoebus 1A	Junio de 1965	1	1090	630	2278	2444	3772	31.4	849
Phoebus 1B	Febrero de 1967	2	1290	1800	2094	2306	5075	38.1	825
Phoebus 2A	Junio de 1968	4	4082	744	2256	2283	3827	119.0	821
Pewee	Noviembre de 1968	3	503	2400	1803	2539	4344	18.8	865
NF-1	Junio de 1972	5	44	6528		2444		1.7	849

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