La DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), nonché l’agenzia governativa per i progetti di ricerca avanzata di difesa del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti d’America, incaricata dello sviluppo di nuove tecnologie per uso militare, con sede nella contea di Arlington (Virginia), sta cercando proposte per le fasi 2 e 3 del programma “Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations” (DRACO), ideato per giungere alla progettazione, allo sviluppo e alla fabbricazione di un motore a propulsione termica nucleare entro il 2026.
L’obiettivo del programma DRACO è diminuire la durata dei viaggi spaziali interplanetari, soprattutto per le missioni umane della NASA verso la Luna e Marte. Se utilizzassimo un motore termico nucleare per raggiungere il pianeta rosso, il viaggio durerebbe solo 3 mesi, anziché 6/7 mesi.
Le fasi 2 e 3 pianificate dal programma DRACO, si concentreranno sullo sviluppo e sulla dimostrazione in orbita terrestre del funzionamento del motore termico nucleare.
Credit: NASA
COME FUNZIONA UN MOTORE TERMICO NUCLEARE?
I sistemi NTP (Nuclear Thermal Propulsion) utilizzano una sfera di Uranio a basso arricchimento, la quale subisce il processo di fissione per rilasciare un’enorme quantità di calore. Quest’ultimo riscalda l’idrogeno a 2.500 gradi Celsius e, successivamente, lo espelle ad alta velocità attraverso gli ugelli, i quali grazie alla terza legge di Newton (per ogni azione c’è una reazione uguale e contraria), il razzo riceve una spinta nella direzione opposta dai gas espulsi.
Un motore termico nucleare potrebbe essere 5/7 volte più efficiente di un motore chimico. E non solo: un sistema NTP avrebbe un rapporto potenza/peso 10.000 volte superiore ai sistemi a propulsione elettrica.
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Credit: NASA
Inoltre, la propulsione nucleare potrebbe consentire alle missioni marziane di partire anche quando la Terra e Marte non sono perfettamente allineati. Oggi, con gli attuali motori a razzo chimici, perdere una finestra di lancio significa rimandare tutto per due anni; un razzo nucleare, invece, permetterebbe di recuperare eventuali ritardi.
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I razzi nucleari, però, hanno alcuni svantaggi: gli astronauti dovrebbero convivere con un reattore nucleare a fissione, installato nel veicolo spaziale, potenzialmente in grado di rilasciare un quantitativo di radiazioni pericolose per la salute dell’equipaggio. Tuttavia, diminuirebbe il tempo di viaggio e l’esposizione alle radiazioni cosmiche e al vento solare, che danneggerebbero il DNA degli astronauti. In altre parole, il reattore nucleare potrebbe essere rischioso, ma ridurrebbe il tempo di viaggio e l’esposizione ai raggi dannosi provenienti dall’Universo e dal Sole.
Per approfondire nel dettaglio il funzionamento di un motore a propulsione termica nucleare, sul sito internet del NASA’s Glenn Research Center, clicca QUI.
Articolo a cura di Fabio Meneghella