Propulsione Nucleare: la chiave per l’esplorazione spaziale

Durante la scorsa estate la NASA ha annunciato l’intenzione di investire maggiormente nella propulsione nucleare, in vista dell’esplorazione e della futura auspicata colonizzazione di Marte.
La tecnologia spaziale basata sul nucleare permetterebbe infatti di tagliare i tempi di trasferimento Terra-Marte garantendo una minor esposizione degli astronauti alle radiazioni dei raggi cosmici, uno dei principali problemi di salute umana in ambiente interplanetario. Il livello di sviluppo è tuttavia ancora basso, per cui questa scelta richiede investimenti importanti e presenta diversi nodi ancora da sciogliere.

Quando si parla di propulsione nucleare, ci si riferisce alla NTP (Nuclear Thermal Propulsion) o alla NEP (Nuclear Electric Propulsion). In entrambi i casi, si utilizza un reattore nucleare per alimentare un sistema propulsivo, garantendo un apporto energetico drasticamente superiore rispetto alle comuni soluzioni. Nel primo caso, il calore della fissione nucleare viene utilizzato per accelerare un gas che effettuerà un’espansione termodinamica; il secondo invece vede l’uso del reattore per generare potenza elettrica con cui si alimenta un motore elettrico.

L’utilizzo di un reattore nucleare permette di sostenere energeticamente missioni di lunga durata, grazie alla sua indipendenza dalla distanza dal sole e a parità di potenza elettrica (sopra una certa soglia minima) si riesce a limitare la massa del sistema elettrico, permettendo di investire la massa guadagnata in sistemi adibiti al sostentamento della missione.

I problemi associati all’utilizzo della propulsione nucleare derivano principalmente dalla presenza di un reattore a bordo: il peso del reattore impone il design di una struttura adeguata al suo sostegno, quindi ad ora è utilizzabile solo per missioni caratterizzate da masse ingenti. Non è poi secondario il problema di emissione di radiazioni: il reattore necessita di schermature, ripresentando l’esigenza già imposta dall’ambiente cosmico in maniera ancora più stringente, motivo per cui serve svincolare il modulo del reattore dal veicolo spaziale tramite strutture particolari ed ingombranti, comportando carichi aggiuntivi al momento del lancio. Un’altra complicazione è data dalle alte temperature raggiunte, richiedendo l’utilizzo di un sistema di dissipazione di calore costituito da complessi e sofisticati radiatori termici.

Tutte le problematiche elencate in precedenza necessitano dunque approfondimenti e ricerche per trovare soluzioni specifiche, in modo da poter garantire maggior affidabilità ed efficienza dei sistemi nucleari. L’annuncio della NASA fa presupporre che ci siano le possibilità per riuscire a sfruttare le potenzialità che questi sistemi hanno da offrire, ampliando le capacità umane nell’esplorazione spaziale.

Fonte: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-announces-nuclear-thermal-propulsion-reactor-concept-awards

Pubblicato da Luca Tagliati

Laureato in Ingegneria Aerospaziale, attualmente studente di Space Engineering al Politecnico di Milano. Appassionato di Fisica e Scienza specialmente in ottica spaziale.

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: