Inquinamento: l’Europa studia i propellenti green per razzi spaziali

Produrre un propellente green che riduca l'impatto ambientale dei lanci spaziali che provocano rischi di inquinamento locale delle falde e piogge acide

LaPresse/Reuters

Produrre un propellente green che riduca l’impatto ambientale dei lanci spaziali che provocano rischi di inquinamento locale delle falde e piogge acide. Per rendere i viaggi in orbita più eco-sostenibili, l’Ue ha dato il via libera al progetto Grail (Green advanced high energy propellants for launchers) che, nell’ambito di Horizon 2020 e con un investimento di 3,1 milione di euro, si propone di realizzare propellenti a ridotto impatto ambientale per l’accesso allo spazio.

“Una sonda spaziale ai confini dell’universo conosciuto, un satellite di telecomunicazione o un carico di rifornimenti per la stazione spaziale prima di poter svolgere la propria missione devono essere portati nello spazio da un lanciatore. E, attualmente, l’accesso allo spazio può avvenire solo attraverso motori a razzo che sfruttano la combustione come fonte principale di energia” spiega il Politecnico di Milano che, per l’Italia, partecipa al progetto Grail con Avio, l’azienda di Colleferro, alle porte di Roma, leader nella produzione di motori spaziali.

Quindi l’obiettivo di ricercatori e tecnologi è realizzare, alla fine di gennaio 2018, lo sparo di motori a razzo che possano dimostrare la fattibilità di una nuova generazione di propellenti a ridotto impatto ambientale per le missioni nello spazio. Il progetto è realizzato da un consorzio che comprende istituti e aziende da Svezia, Francia, Germania e Italia, il cui coordinamento è affidato al Swedish Defence Research Agency (Foi).

L’obiettivo del team di Grail è quindi modificare sostanzialmente le tecnologie usate oggi per i razzi spaziali. I ricercatori del PoliMi ricordano, infatti, che in diverse categorie di lanciatori, tra i quali gli Europei Vega o Ariane V, o come è accaduto nel passato con lo Space Shuttle della Nasa, “si fa largo uso di motori a propellente solido come sistemi di propulsione durante le prime fasi del volo” e “per dare un’idea, in un lancio di Ariane V si utilizzano 2 motori contenenti ciascuno circa 240 tonnellate di propellente solido”.

Il propellente solido utilizzato nei lanciatori spaziali, segnalano ancora, “è una combinazione di polveri ossidanti e combustibili, connesse da una plastica che ne conferisce un aspetto gommoso”. Ma cosa accade in un lancio spaziale? Gli esperti spiegano che “la tecnologia attuale prevede l’utilizzo di alluminio in polvere come combustibile, perclorato di ammonio come ossidante e un poliuretano come plastica legante” e che “l’uso di questa categoria di propellenti ha una ripercussione ambientale che coinvolge anche la filiera di produzione”.

Durante ogni lancio, riferiscono, “la combustione del perclorato di ammonio libera nell’atmosfera acido cloridrico” e si stimano che, “per ogni lancio ad esempio di Ariane V ne vengano rilasciate circa 270 tonnellate, che causano inquinamento locale delle falde, piogge acide e possono interagire con l’ozono dell’atmosfera mediante complessi processi chimici”.

In una prospettiva di mitigazione dell’impatto ambientale, avvertono quindi, “è importante evolvere la tecnologia dei propellenti solidi verso una riduzione dell’inquinamento prodotto, con un’ottica sull’impronta globale del processo, dalla produzione degli ingredienti all’utilizzo nella missione di lancio”. Questa visione di lungo termine si ispira a quanto porta avanti l’Agenzia Spaziale Europea con il grande progetto “Clean Space” ed è, indicano ancora gli esperti del PoliMi, “particolarmente ambiziosa in quanto propone una modifica sostanziale delle tecnologie attualmente utilizzate nei lanciatori, e consolidate da decine di anni”.

Il progetto Grail vuole dimostrare la fattibilità di questa strada, partendo dalla base della piramide di sviluppo tecnologico. Il team di ricerca internazionale di Grail si sta focalizzando sullo “sviluppo di propellenti a ridotto impatto ambientale, mirando “ad evolvere le attuali formulazioni con l’utilizzo di ingredienti che riducano l’emissione di acido cloridrico durante l’intera vita del motore”. In questo contesto, per il Politecnico di Milano è al lavoro il gruppo del Laboratorio di Propulsione Aerospaziale, un laboratorio del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali che da più di 40 anni si occupa di propulsione spaziale, di combustione nei motori a razzo, e di propellenti per lo spazio.