L'uomo su Marte con un sistema di propulsione nucleare

Gli ingegneri della NASA continuano a studiare nuove soluzioni per mandare su Marte un equipaggio umano e farlo rientrare con successo sulla Terra. Le tre parole d'ordine per una missione di questo tipo sono durata, costo e sicurezza. E ora, forse, la NASA è un passo più vicina alla realizzazione di questa ambiziosa missione.
I ricercatori del Centro Spaziale Marshall di Huntsville sono stati in grado di ricreare il carburante dei razzi termici nucleari – capaci di portare interi stadi verso il Pianeta rosso e oltre – con materiali non-nucleari.
Il team del Nuclear Cryogenic Propulsion sta cercando di portare a termine un progetto che ormai si protrae da tre anni e che consiste nel dimostrare la fattibilità di sistemi di propulsione nucleare.
Un razzo nucleare usa reattori nucleari per riscaldare l'idrogeno liquido fino ad alte temperature, che viene poi incanalato verso l'ugello di scarico che genera spinta. Questo genere di motori è molto più efficiente dei sistemi di propulsione chimici.
Il team ha usato il simulatore NTREES per ricreare realisticamente le condizioni in cui dovranno operare questi motori, provando diversi materiali come propellente per un razzo termico nucleare. In un reattore vero e proprio, il propellente conterrebbe uranio, ma durante le simulazioni il team ha preferito ovviamente non usare materiale radioattivo.
Tra le varie opzioni per il propellente, vi è un composto di grafite e uno di cermet, ossia di ceramica più metalli. Entrambi sono stati messi alla prova in precedenti test condotti dalla NASA e dal Dipartimento di Energia degli Stati Uniti.
I sistemi di propulsione nucleare non sono nuovi: la NASA gli aveva testati tra il 1955 e il 1973, creando lo storico motore NERVA. Ma quando s'iniziò a parlare di Marte, si capì che questi sistemi non avrebbero avuto spazio nelle missioni future, e i test cessarono.
Il compito di NTREES è quello di mettere alla prova diversi elementi e materiali nell'idrogeno liquido bollente. Le condizioni che si vengono a creare sono estreme: la pressione raggiunge i 70 chili per centimetro quadrato e la temperatura sfiora i 2700 gradi.
«Questi test sono di vitale importanza, perché ci aiutano a ridurre i rischi e i costi di nuove tecnologie di propulsione e perché ci assicurano performance eccellenti e risultati concreti mentre continuiamo la progettazione e i test», spiega Mike Houts del Marshall.
Un sistema di propulsione criogenica nucleare di prima generazione potrebbe portare i futuri esploratori su Marte ben più efficientemente degli altri sistemi, riducendo inoltre l'esposizione dei membri dell'equipaggio alle radiazioni dello spazio e ad altri effetti causati dalla prolungata permanenza in assenza di gravità. Inoltre, ci sarebbe spazio per carichi pesanti.
Bisogna anche considerare il fatto che da una simile missione si aprirebbero molte nuove strade, e alcune di esse potrebbero condurci alla creazione di un sistema di propulsione avanzatissimo – ancora difficile da immaginare oggi – che ci porterà ancor più in là nel nostro sistema solare.
Uno stadio basato su questo sistema di propulsione nucleare sarebbe mantenuto a temperature gelide fino a che l'intero veicolo non ha raggiunto un'orbita sicura attorno alla Terra ed è pronto ad iniziare il suo cammino verso Marte.
«Le informazioni che otteniamo usando queste risorse ci permetteranno di creare elementi propellenti e sistemi di propulsione sicuri ed efficienti», spiega Bill Emrich, a capo dell'NTREES. «La nostra speranza è che ciò ci permetta di sviluppare un motore affidabile ed economico in un futuro non troppo lontano».

© immagini
MSFC/Fred Deaton
MSFC/Emmett Given
L'uomo su Marte con un sistema di propulsione nucleare L'uomo su Marte con un sistema di propulsione nucleare Reviewed by Pietro Capuozzo on 10.1.13 Rating: 5
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