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Home Visioni del futuro Solo dieci anni per avere veicoli spaziali spinti dalla fusione nucleare?

Solo dieci anni per avere veicoli spaziali spinti dalla fusione nucleare?

La NASA sta sviluppando la fusione nucleare come sistema di alimentazione per le sonde spaziali destinate alle missioni di esplorazione del sistema solare esterno

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Le ambizioni di esplorare i pianeti extrasolari sono, ad oggi, utopistiche a causa delle enormi distanze. Potrebbe, però, essere possibile abbreviare di molto, in termini di tempo di viaggio, le missioni destinate al sistema solare esterno se l’appaltatore della NASA, la Princeton Satellite Systems, riuscisse a sviluppare un motore spaziale a fusione nucleare, sul quale già lavora da tempo. Secondo alcuni esperti, potrebbe essere solo questione di un decennio per vederlo operativo.
La fusione nucleare è la reazione attraverso il quale i nuclei di due o più atomi fusi insieme producono energia.
“Il nostro carico utile andrebbe dai 500 ai 1.000 kg o più, ciò potrebbe aiutare a viaggiare attraverso il sistema solare interno ed esterno” ha spiegato il dr Michael Paluszek, Presidente della Princeton Satellite Systems.

Lo stesso processo che alimenta il Sole, può essere utilizzato per creare un grande reattore a fusione nucleare. Il concetto di replicare la fusione per sfruttarne il potere è stato a lungo pensato come un sogno irrealizzabile, ma Michael Paluszek, è certo che la sua unità di fusione diretta potrà presto alimentare i viaggi nello spazio interstellare.

“Il Sole attraverso innesca la fusione comprimendo gli atomi insieme grazie alla gravità. Noi utilizziamo i campi magnetici per fornire il confinamento e poi li riscaldiamo il plasma con onde a radiofrequenza. Con questo metodo siamo riusciti ad ottenere la fusione, che può essere utilizzata come ulteriore propellente, poiché entra da una camera ed esce da un ugello, producendo cosi una spinta”.

I ricercatori hanno calcolato che grazie alla tecnologia di fusione si riuscirà a ridurre il tempo di viaggio di un veicolo spaziale diretto su Saturno dai sette anni attuali a soltanto due anni e un viaggio di nove anni diretto su Plutone richiederebbe solamente cinque anni.

Stephanie Thomas, vice presidente della compagnia, aggiunge anche che la trasmissione a fusione diretta non è utile solo per la sua velocità, dichiarando che: “Il nostro carico utile sarebbe tra i 500 e i 1.000 kg o più, e potrebbe aiutare a viaggiare nel sistema solare interno ed esterno”. La potenza disponibile per i carichi utili si aggirerebbe intorno alle centinaia di chilowatt, con cui si potrebbero fare molte cose differenti, ad esempio attuare perforazioni ed estrazioni sugli asteroidi.

Il sistema di fusione nucleare potrebbe essere utilizzato per generare energia sulla Luna o su Marte. Quindi, questo tipo di propulsore non farebbe la differenza solo in termini di durata dei viaggi ma anche quello che è possibile fare una volta arrivati a destinazione è notevolmente diverso“.



La tecnologia di fusione potrebbe essere utilizzata anche sulla Terra su aree remote e per situazioni di emergenza, riuscendo a generare fino 10 mega-watt di energia. La fusione nucleare offre benefici anche per molteplici tecnologie di prossima generazione, come ad esempio alimentare l’esplorazione dello spazio profondo con le vele solari e la fissione nucleare”. 

La Thomas ha inoltre dichiarato: Sappiamo che le vele solari funzionano, perché sono state testate sui satelliti di comunicazione su cui lavoravamo e dovevamo affrontare la pressione solare che spingeva il nostro satellite. Le vele solari sono una tecnologia molto significativa, utili purtroppo solo nel sistema solare interno. Quindi se volessimo viaggiare verso Nettuno o Plutone, le vele solari non sarebbero efficaci perché avrebbero problemi a rallentare. sarebbero necessarie vele spaziali di dimensioni maggiori per farlo, ma sarebbero difficili da costruire“.

Saturno

Unità di fusione nucleare: un viaggio verso Saturno verrebbe ridotto da sette anni a solo due (Immagine: Getty)

Il carico utile che attualmente può essere messo su una vela solare va dai 50 ai 100 kg di peso quindi dovrebbe essere molto piccolo“. Un metodo per aiutare le astronavi a rallentare sarebbe un “propulsore laser”, ma ad oggi questa tecnologia è ancora teorica.

Il dott.Paluszek ha inoltre dichiarato: “L’idea è quella di costruire un laser con una apertura maggiore e un diaframma più grande, visto che i limiti di diffrazione si basano sulla dimensione dell’apertura, quindi minore sarà l’apertura e maggiore potrà essere la diffusione. Pertanto, per avere l’energia necessaria per arrivare a Plutone, ci sarebbe bisogno di un’apertura abbastanza grande tale da consentire al veicolo spaziale di rallentare“.

Gli impianti di fissione nucleare che generano elettricità sono un interessante tecnologia. La NASA ha effettuato diversi tentativi per costruire gli impianti di fissione nucleare in grado di volare nello spazio, ma finora senza successo.

Il dott.Paluszek ha spiegato che: “Il problema che hai con la fissione è che devi utilizzare uranio o plutonio, come combustibile, ed entrambi questi elementi creano problemi di sicurezza. Un altro problema dipenderebbe dalla necessità di avere una schermatura più spessa creando cosi maggior peso. Questo significherebbe che il suo rapporto peso/potenza, durante i voli all’interno del sistema solare, sarebbe piuttosto basso e peggiore in confronto all’utilizzo di una vela solare“.

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