Firefly Aerospace, una società privata di aerospazio con sede in Texas, ha annunciato di aver ottenuto la qualificazione per competere per i contratti di lancio di piccoli satelliti per il National Reconnaissance Office (NRO), l’agenzia governativa statunitense che progetta e gestisce i satelliti dell’intelligence.
L’NRO ha istituito un nuovo programma, chiamato SLIC, per acquisire servizi di lancio commerciali per le sue missioni più tolleranti al rischio, come i piccoli satelliti usati per la ricognizione, le comunicazioni e la ricerca scientifica, per di più il programma SLIC prevede di assegnare circa 700 milioni di dollari in ordini di lancio in 10 anni.
Firefly Aerospace potrà offrire i suoi servizi di lancio con il suo razzo Alpha, un veicolo di lancio leggero capace di trasportare fino a 1.000 kg di carico utile in orbita terrestre bassa, oltre a questo il razzo Alpha può essere lanciato sia dalla base spaziale di Vandenberg, in California, sia da Cape Canaveral, in Florida.
Firefly Aerospace ha già effettuato quattro lanci con il suo razzo Alpha, di cui due con successo, ed il lancio più recente, avvenuto il 22 dicembre 2023, è stato una missione per Lockheed Martin, una delle principali aziende di difesa e aerospazio degli Stati Uniti, al di là di ciò a causa di un problema con lo stadio superiore del razzo, il carico utile è stato posizionato nell’orbita sbagliata.
Le prossime due missioni previste da Firefly Aerospace per la fine dell’anno sono per la NASA e per la startup commerciale Xtenti, che ha vinto un contratto NRO per lanciare una missione “spaziale reattiva”. Questa missione utilizzerà il veicolo orbitale Elytra di Firefly, progettato per trasportare carichi utili in rideshare, e distribuirà prima i carichi utili per il rideshare commerciale e poi rimarrà in orbita in stand-by, pronta a schierare su richiesta i carichi utili del governo statunitense.
Firefly Aerospace è una delle tante società che stanno cercando di sfruttare il mercato emergente dei piccoli satelliti, che offrono prestazioni simili a quelle dei satelliti tradizionali ma a costi inferiori e con maggiore flessibilità, con la società che sta anche lavorando allo sviluppo di un razzo più potente, chiamato MLV, che potrà trasportare fino a 16.000 kg di carico utile in orbita terrestre bassa.
A cos’altro sta lavorando Firefly Aerospace?
Firefly Aerospace ha anche una divisione dedicata alla ricerca sulla fusione nucleare, un processo che produce enormi quantità di energia combinando nuclei leggeri come l’idrogeno. La fusione nucleare è lo stesso processo che alimenta le stelle, tra cui il Sole, e potrebbe fornire una fonte di energia pulita, sicura e illimitata per il futuro.
Firefly Aerospace sta collaborando con il Lawrence Livermore National Laboratory, un centro di ricerca federale, per sviluppare un reattore a fusione basato su laser, ma di cosa si tratta? La fusione nucleare basata su laser è una delle tecniche usate per cercare di riprodurre sulla Terra il processo che alimenta le stelle.
Questa tecnica consiste nell’utilizzare potenti laser per comprimere e riscaldare una piccola capsula contenente una miscela di deuterio e trizio, due isotopi dell’idrogeno. Quando la pressione e la temperatura raggiungono valori sufficientemente elevati, i nuclei di deuterio e trizio si fondono tra loro, producendo un nucleo di elio e un neutrone, con questa reazione che libera una grande quantità di energia, che può essere sfruttata per scopi pratici.
La fusione nucleare basata su laser sulla quale sta lavorando Firefly Aerospace presenta alcuni vantaggi rispetto ad altre tecniche, come quella a confinamento magnetico, che usa dei campi magnetici per confinare il plasma di idrogeno in una camera a forma di ciambella.
Innanzitutto, la fusione a laser richiede una quantità di combustibile molto inferiore, dell’ordine dei milligrammi, e quindi produce meno scorie radioattive, oltre a ciò la fusione a laser non richiede di mantenere il plasma in uno stato stabile per lunghi periodi di tempo, ma solo per una frazione di secondo, il che riduce i problemi di instabilità e di perdita di energia.
Infine, la fusione a laser permette di controllare meglio le condizioni di innesco della reazione, variando i parametri dei laser, come la potenza, la durata e la forma degli impulsi.
Malgrado ciò, la fusione nucleare basata su laser a cui sta lavorando Firefly Aerospace presenta anche delle sfide e delle difficoltà, che ne hanno finora impedito l’applicazione pratica. Una di queste è la necessità di avere una simmetria perfetta nella compressione della capsula, altrimenti si rischia di creare delle asimmetrie che ne compromettono l’efficienza.
Un’altra è la necessità di avere una sincronizzazione precisa tra i laser, che devono colpire la capsula in modo coordinato e uniforme, ed un’altra ancora è la necessità di avere una diagnosi accurata della reazione, che richiede di misurare vari parametri, come la temperatura, la densità e la distribuzione dei nuclei prodotti.
Nonostante queste difficoltà, la fusione nucleare basata su laser sulla quale punta Firefly Aerospace ha fatto dei progressi significativi negli ultimi anni, grazie al lavoro di diversi laboratori e centri di ricerca nel mondo, tra questi, il più noto è la National Ignition Facility (NIF), situata presso il Lawrence Livermore National Laboratory, in California.
La NIF dispone di 192 laser che possono generare impulsi di energia fino a 2,15 megajoule, i più potenti al mondo. La NIF ha come obiettivo principale quello di raggiungere la cosiddetta “ignizione”, cioè il punto in cui la reazione di fusione diventa autosostenuta e produce più energia di quella usata per innescarla.
La NIF ha ottenuto dei risultati storici nel 2022 e nel 2023, quando è riuscita a produrre più energia di quella immessa nella capsula, raggiungendo un bilancio energetico positivo. Questo è stato il primo passo verso l’ignizione, che richiede però anche di superare l’energia usata per alimentare i laser, che è di circa 300 megajoule. La NIF sta lavorando per ottimizzare i parametri dei laser e della capsula, per aumentare l’efficienza e la resa della reazione.
La NIF non è l’unico centro di ricerca che si occupa di fusione nucleare basata su laser, altri esempi sono il Laser Mégajoule (LMJ), in Francia, che dispone di 176 laser e ha come obiettivo quello di raggiungere 1,8 megajoule di energia; il HiPER, in Danimarca, che prevede di usare due laser, uno per comprimere la capsula e uno per riscaldarla, con una potenza totale di 200 kilojoule; e il FIREX, in Giappone, che usa un laser a raggi X per innescare la fusione, con una potenza di 10 kilojoule.
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