RocketStar Inc. ha presentato la sua avanzata tecnologia di propulsione nucleare chiamata FireStar Drive. Sembra che sia il primo dispositivo elettrico al mondo per la propulsione di veicoli spaziali potenziato dalla fusione nucleare.
Recentemente, l’azienda ha annunciato il successo della dimostrazione iniziale di questa tecnologia di propulsione elettrica.
“Siamo entusiasti dei risultati dei nostri test iniziali su un’idea che il nostro team stava esplorando da tempo“, ha affermato Chris Craddock, CEO di RocketStar, una società aerospaziale con sede negli Stati Uniti.
Si prevede che la domanda di propulsori a fusione nucleare per l’esplorazione spaziale e lo spiegamento di satelliti aumenterà nei prossimi anni. Ciò è dovuto alla maggiore efficienza della tecnica, ai tempi operativi prolungati e ad altri vantaggi.
Tecnicologia nucleare utilizzata dal FireStar Drive
Il FireStar Drive sfrutta la potenza della fusione nucleare per migliorare le prestazioni del “propulsore al plasma pulsato alimentato ad acqua” di RocketStar.
I propulsori di un veicolo spaziale svolgono varie funzioni oltre la propulsione pure e semplice, infatti devono essere utilizzati per imprimere e cambiare la direzione e anche per effettuare l’attracco a piattaforme orbitanti.
FireStar Drive impiega un tipo unico di fusione nucleare aneutronica, ovvero una reazione di fusione che genera pochi o nessun neutrone come sottoprodotto.
“Il propulsore di base genera protoni ad alta velocità attraverso la ionizzazione del vapore acqueo“, si legge nel comunicato stampa.
Questi protoni prodotti dalla ionizzazione del vapore acqueo entrano in collisione con il nucleo di un atomo di boro, dando inizio alla reazione di fusione. Il FireStar Drive inizia un processo di fusione aggiungendo boro allo scarico del propulsore, risultando in particelle ad alta energia che aumentano la spinta.
Convalida della fusione nucleare
Per i test, il team ha aggiunto acqua boronata nel pennacchio di scarico di un propulsore al plasma pulsato durante un progetto di Fase 1 SBIR (Small Business Innovation Research) per AFWERX. “Ciò ha creato particelle alfa e raggi gamma, chiari indizi di fusione nucleare“, si legge nel comunicato.
La scoperta è stata ulteriormente confermata e convalidata durante il progetto SBIR Fase 2 presso l’High Power Electric Propulsion Laboratory (HPEPL) della Georgia Tech ad Atlanta, Georgia. Inoltre, la tecnica produceva radiazioni ionizzanti e aumentava la spinta dell’unità di propulsione base del 50%.
“RocketStar non ha solo migliorato in modo incrementale un sistema di propulsione, ma ha fatto un balzo in avanti applicando un nuovo concetto, creando una reazione di fusione-fissione nello scarico“, ha affermato Adam Hecht, professore di ingegneria nucleare presso l’Università del New Mexico.
“Questo è un momento entusiasmante per lo sviluppo tecnologico e non vedo l’ora di vedere le loro innovazioni future“, ha aggiunto Hecht.
Test nello Spazio
FireStar Drive di RocketStar è soprannominato M1.5. I piani per testare FireStar Drive sono ora in corso.
La dimostrazione tecnologica nello spazio avrà luogo a bordo del vettore satellitare OTV ION brevettato da D-Orbit. La missione di rideshare di SpaceX Transporter lancerà probabilmente il test dimostrativo tra luglio e ottobre 2024.
“Siamo molto felici di avere l’opportunità di lavorare al fianco di RocketStar e contribuire alla dimostrazione dell’M1.5“, ha affermato Matteo Lorenzoni, responsabile delle vendite di D-Orbit.
“Abbiamo appena integrato il propulsore sul vettore satellitare ION e non vediamo l’ora di testimoniare le sue prestazioni in orbita“, ha aggiunto Lorenzoni nel comunicato stampa.
Inoltre, il team prevede di intraprendere test a terra quest’anno, con ulteriori dimostrazioni nello spazio previste per febbraio 2025.
Il FireStar Drive sarà sottoposto a test come carico utile a bordo della navicella spaziale Barry-2 di Rogue Space System nello stesso mese.
Il propulsore M1.5 è già pronto per la consegna ai clienti.
Cos’è la fusione nucleare?
Le reazioni di fusione nucleare avvengono in un gas caldo noto come plasma. Il plasma è costituito da elettroni in movimento libero e ioni positivi e ha proprietà uniche che lo distinguono da altri gas, liquidi o solidi.
Le stelle, compreso il nostro Sole, sono sfere di plasma composte da idrogeno ed elio, create dal collasso gravitazionale di nubi di gas freddo, che viene compresso e riscaldato, diventando plasma. Tutto questo crea le condizioni perfette, comprese le alte temperature di circa dieci milioni di gradi Celsius, necessarie per la fusione dell’idrogeno.
Queste alte temperature forniscono energia sufficiente affinché i nuclei leggeri superino la loro naturale repulsione elettrica in modo che, una volta che si trovano a una distanza molto ravvicinata l’uno dall’altro, la forza nucleare che li attrae supera la repulsione elettrica (nota come forza di Coulomb), consentendo loro di fusibile.
Oltre al calore e alla vicinanza, la fusione richiede che i nuclei siano confinati in una piccola area. Le pressioni estreme create dalla gravità delle stelle creano questo requisito finale affinché avvenga la fusione.
Quando protoni e neutroni vengono combinati da nuclei più leggeri mediante questa attrazione nucleare, la reazione nucleare rilascia energia extra. Questo non è lo stesso per i nuclei più pesanti, che hanno una forza nucleare a corto raggio, che, invece di rilasciare energia con la fusione, richiedono energia come input.
I vantaggi del combustibile da fusione includono la fornitura di una fonte di energia completamente rinnovabile, pulita, sicura ed economica. La fusione può generare circa quattro volte la quantità di energia rispetto alla fissione per chilogrammo e quasi quattro milioni di volte la quantità di energia prodotta dalla combustione di carbone o petrolio.
