Rappresentazione artistica del razzo spaziale a propulsione nucleare. Crediti: Darpa
Gli ultimi test statunitensi per la realizzazione di un motore a propulsione nucleare risalgono al 1973 nell’ambito del progetto Nerva (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). Oggi, a poco più di 50 anni dalla chiusura del progetto, l’agenzia spaziale americana e la Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) hanno annunciato una nuova collaborazione per lo sviluppo, e la successiva fase di test, di un razzo spaziale a propulsione nucleare da utilizzare per le future missioni umane verso Marte. Tale collaborazione rientra all’interno del programma Draco (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), un progetto, pensato a beneficio di entrambe le agenzie, per delineare i ruoli, le responsabilità e i processi volti ad accelerare gli sforzi per lo sviluppo di una nuova tecnologia di trasporto spaziale.
Il cuore di tale motore nucleare è un reattore a fissione, analogo per funzionamento a quello in uso nelle centrali nucleari terrestri, utilizzato per generare temperature estremamente elevate. Tale calore viene dapprima trasferito a un propellente liquido che si espande, e poi espulso attraverso un ugello posto nella parte terminale del razzo. In questo modo, proprio come accade per gli aerei a reazione, la spinta del gas in uscita genere una propulsione in avanti che permette il rapido movimento della navicella. Grazie a questa tecnologia nucleare i nuovi razzi riusciranno a sviluppare un elevato rapporto spinta-peso, nettamente superiore a quello prodotto dalla propulsione elettrica, e con un’efficienza molto maggiore rispetto alla propulsione chimica convenzionale. In questo modo, l’utilizzo di un razzo nucleare termico permetterà di ridurre drasticamente i tempi di viaggio, aiutando così la Nasa a raggiungere i suoi obiettivi su Marte e sulla Luna. La diminuzione del tempo di transito è una componente chiave per le future missioni spaziali, poiché viaggi più lunghi sono più pericolosi per gli astronauti e richiedono maggiori rifornimenti e sistemi più robusti. Infine, i motori nucleari consentiranno anche una superiore capacità di carico scientifico e una maggiore quantità di energia per la strumentazione di bordo e per quella atta alle comunicazioni.
«La Nasa lavorerà con il nostro partner storico, Darpa, per sviluppare e testare una tecnologia avanzata di propulsione nucleare termica già nel 2027», dice l’amministratore della Nasa Bill Nelson. «Con l’aiuto di questa nuova risorsa, gli astronauti potranno viaggiare da e verso lo spazio profondo più veloci che mai. Una capacità importante per preparare le prossime missioni con equipaggio umano su Marte».
In base all’accordo stipulato tra le due agenzie americane, lo Space Technology Mission Directorate (Stmd) della Nasa guiderà lo sviluppo tecnico del motore termico nucleare da integrare con il veicolo spaziale sperimentale della Darpa. Quest’ultima fungerà da ente appaltante per lo sviluppo del reattore, del motore e dell’intero stadio di trasporto. Inoltre, guiderà il programma generale, compresa l’integrazione e l’approvvigionamento dei sistemi missilistici, la programmazione e l’assemblaggio del motore con il veicolo spaziale. La collaborazione tra i due enti, che in passato aveva già prodotto tecnologie importanti come il razzo Saturn V e i sistemi di manutenzione robotica e rifornimento di carburante dei satelliti, permetterà di riprendere i test sulla propulsione nucleare che la Nasa aveva interrotto oltre 50 anni fa, con l’obiettivo di migliorare la capacità di trasporto spaziale sia per la futura economia lunare sia per il balzo successivo verso il Pianeta rosso.