La NASA e l’esercito americano tramite la DARPA pianificano di lanciare un veicolo spaziale a propulsione nucleare in orbita terrestre alla fine del 2025 o all’inizio del 2026. Il progetto, noto come DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), mira a dare un test nello spazio alla propulsione termica nucleare (NTP). Questa tecnologia potenzialmente rivoluzionaria potrebbe aiutare l’umanità a raggiungere più facilmente Marte.
Il progetto DRACO
DRACO sarà sviluppato e costruito da Lockheed Martin, hanno annunciato i membri del team. “Faremo volare questo dimostratore e raccoglieremo molti dati. Inaugureremo una nuova era per l’umanità, nel campo delle esplorazioni spaziali”, ha dichiarato oggi Kirk Shireman, vicepresidente delle campagne di Lockheed Martin, durante una conferenza stampa.
DRACO non è nuovo. La US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ha avviato il programma nel 2021 e la NASA è entrata a far parte all’inizio del 2023 . Il coinvolgimento della NASA non deve affatto sorprendere. L’interesse dell’agenzia per la tecnologia NTP risale a molto tempo fa. La NASA mirava a lanciare una missione su Marte con equipaggio a bordo di un veicolo spaziale a propulsione nucleare entro il 1979. Il programma chiamato NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). NERVA invece fu cancellata nel 1972.
La NASA ha come obiettivo a medio lungo termine il Pianeta Rosso. L’agenzia americana vorrebbe portare gli astronauti entro la fine degli anni ’30 o l’inizio degli anni ’40 su Marte. Ancora oggi ritiene che la propulsione termica nucleare sia fondamentale per ridurre drasticamente i tempi di viaggio.
I motori NTP
I veicoli nucleari trasportano piccoli reattori a fissione. I motori NTP rilasciano incredibili quantità di calore che viene trasferito a un gas propellente. Questo espandendosi è incanalato nello spazio attraverso un ugello per creare spinta. Il processo è ben diverso da quello impiegato dai generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) a bordo delle sonde sin dai primi giorni dell’era spaziale. Gli RTG non forniscono propulsione, sfruttano il calore del decadimento radioattivo per generare elettricità, che alimenta gli strumenti.
Nei precedenti aggiornamenti di DRACO, DARPA e NASA hanno affermato di voler lanciare il primo veicolo nucleare dimostrativo nello spazio entro il 2027. Ma quella data potrebbe essere anticipata. Shireman ha affermato nel briefing che la finestra di lancio target al momento è la fine del 2025 o l’inizio del 2026. Altri dettagli confermano questo anticipo dei tempi. La Lockheed sta collaborando con la società BWX Technologies, che svilupperà il reattore nucleare della navicella DRACO e produrrà il suo combustibile HALEU (uranio ad alto dosaggio e basso arricchimento).
Il veicolo spaziale verrà posizionato in un’orbita relativamente alta attorno alla Terra. Probabilmente tra 700 e 2.000 chilometri, hanno detto i membri del team durante il briefing. Da tali altitudini, ci vorranno almeno 300 anni prima che il dimostratore DRACO ricada sulla Terra. Un tempo sufficientemente lungo da garantire che tutto il suo combustibile nucleare venga esaurito.
Le difficoltà tecniche
Il motore nucleare del veicolo DRACO verrà attivato solo una volta raggiunta l’orbita. Durante il lancio, sarà dotato di un “filo velenoso”, un pezzo di metallo che assorbe i neutroni, impedendo di avviare la reazione a catena. Il sistema agisce come le barre di controllo in grafite nei reattori nucleari. DRACO dovrebbe operare in orbita per alcuni mesi. Non ci saranno strumenti scientifici, sarà valutato solo il funzionamento del suo motore NTP, dimostrando che può funzionare per lunghi tratti nell’ambiente spaziale.
L’uso di quel motore, tuttavia, richiederà anche di mantenere l’idrogeno di DRACO (circa 2.000 chilogrammi) super freddo, il che non è un’impresa da poco. “Il nostro fattore limitante è per quanto tempo possiamo mantenere l’idrogeno criogenico”, ha dichiarato Tabitha Dodson, responsabile del programma DRACO presso DARPA. “Questa è tanto una dimostrazione dello stoccaggio in orbita di idrogeno liquido criogenico quanto una dimostrazione del motore a razzo termico nucleare”.
Dotson ha aggiunto che, mentre le specifiche del veicolo spaziale sono ancora in fase di elaborazione, consisterà fondamentalmente nel sistema motore NTP e in un grande serbatoio per contenere l’idrogeno. Il veicolo non richiederà un razzo per carichi pesanti. Sarà abbastanza piccolo da entrare nella carenatura di un lanciatore “standard” come il Falcon 9 di SpaceX .
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