Quello di propulsione nucleare è un interessante concetto studiato dalla NASA che permetterebbe all’umanità di fare passi da gigante circa l’esplorazione spaziale. Motori spaziali a propulsione nucleare potrebbero consentire di raggiungere Marte in soli 45 giorni.
Tale concetto non è così astratto come si può pensare, in quanto è parte del programma Innovative Advanced Concepts (NIAC) per il 2023. Come spiega un post sul blog della NASA il concetto di propulsione nucleare termica e nucleare elettrica (NTP/NEP) è una nuova classe di sistema di propulsione nucleare bimodale che utilizza un “ciclo di rotazione del rotore a onda“.
Lo scienziato dietro la proposta, il Prof. Ryan Gosse dell’Università della Florida, conferma come questa “marcia in più” possa (in teoria) ridurre il tempo di viaggio su Marte a soli 45 giorni. Se la tecnologia funziona come previsto, potrebbe ridurre drasticamente i tempi di viaggio su Marte e rendere le missioni sul pianeta rosso infinitamente più sicure per gli esseri umani.
L’uomo su Marte: la propulsione nucleare è la chiave?
La nuova proposta, intitolata “Bimodal NTP/NEP with a Wave Rotor Topping Cycle”, è una delle 14 selezionate dal NIAC per lo sviluppo della Fase I. Ha ricevuto una sovvenzione di 12.500 dollari per la ricerca e lo sviluppo della tecnologia richiesta. Secondo Universe Today La NASA ha una lunga storia di considerazione della propulsione nucleare per i veicoli spaziali. Ciò include il concetto di Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA), che venne testato con successo ma poi definanziato nello stesso periodo in cui l’era Apollo si concluse nel 1973.
La Nasa ha testato, in tempi molto recenti, le tecnologie di propulsione nucleare con Project Prometheus nei primi anni 2000. La società privata Ad Astra, nel frattempo, gestita dall’ex astronauta della NASA Franklin R. Chang Díaz, ha completato un test di resistenza ad alta potenza record di 88 ore del suo razzo al plasma Vasimr VX-200SS a 80 kW nel 2021. Ad Astra ritiene che la tecnologia del suo nucleare potrebbe alla fine portare gli esseri umani su Marte alla velocità di 197.950 km/h.
NASA: come funziona la propulsione nucleare-termica
Il nuovo destinatario della sovvenzione NIAC della NASA sfrutta due dei concetti chiave alla base della propulsione nucleare. La propulsione nucleare-termica (NTP) utilizza un reattore nucleare per riscaldare il propellente di idrogeno liquido in modo che venga convertito in plasma e incanalato attraverso un ugello per generare spinta. La propulsione nucleare-elettrica (NEP), nel frattempo, utilizza un reattore nucleare per alimentare un propulsore a effetto Hall (motore a ioni) con l’elettricità. Questo, a sua volta, genera un campo elettromagnetico che ionizza e accelera un gas inerte per creare spinta.
Il punto di Gosse
Gosse, che è responsabile dell’area del programma Hypersonics presso l’Università della Florida, combina i vantaggi di NTP e NEP con il suo nuovo concetto. L’ingegnere propone un progetto bimodale basato su un reattore NERVA a nucleo solido che fornirebbe un impulso specifico (lsp) di 900 secondi. Questo è il doppio delle prestazioni dei razzi chimici esistenti.
Oltre a ciò, Gosse propone anche di utilizzare un Wave Rotor (WR) per comprimere ulteriormente la massa di reazione utilizzando la pressione generata dal riscaldamento del reattore del combustibile idrogeno liquido. Secondo l’ingegnere, questo ha il potenziale per fornire livelli di spinta paragonabili a quelli di un concetto NTP di classe NERVA ma con un Isp superiore di 1400-2000 secondi. La combinazione di questo con un ciclo NEP produrrebbe livelli di spinta ancora più elevati.
Tempi di viaggio davvero ridotti
Ciò significa che il concetto di Gosse potrebbe ridurre drasticamente il tempo di viaggio su Marte per i futuri astronauti. Utilizzando le tecnologie esistenti, un viaggio con equipaggio su Marte potrebbe richiedere dai sei ai nove mesi per raggiungere il pianeta rosso. Quindi, ridurre il tempo di viaggio a circa 45 giorni significherebbe che le missioni su Marte potrebbero durare mesi anziché anni.
