Un giorno, i primi esseri umani su Marte potrebbero raggiungere la loro destinazione a bordo di un razzo spinto da un reattore nucleare. Ma prima che ciò accada, le tecnologie di propulsione termica nucleare (NTP) hanno ancora molta strada da fare prima di poter lanciare gli astronauti nello spazio su un razzo nucleare. Tuttavia, all’inizio di questo mese, la General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS), in collaborazione con la NASA, ha raggiunto un importante traguardo sulla strada per l’utilizzo dei razzi NTP. Al Marshall Space Flight Center della NASA in Alabama, la General Atomics ha testato un nuovo carburante per reattori NTP per scoprire se il carburante potesse funzionare nelle condizioni estreme dello spazio.
Secondo la dirigenza dell’azienda, i test hanno dimostrato che il carburante può resistere alle dure condizioni dei voli spaziali. “Siamo molto incoraggiati dai risultati positivi dei test che dimostrano che il carburante può sopravvivere a queste condizioni operative, avvicinandoci alla realizzazione del potenziale di una propulsione termica nucleare sicura e affidabile per missioni cis-lunari e nello spazio profondo“, ha affermato in una dichiarazione il Presidente di General Atomics, Scott Forney.
I test
Per testare il carburante, General Atomics ha prelevato i campioni e li ha sottoposti a sei cicli termici che hanno utilizzato idrogeno caldo per aumentare rapidamente la temperatura a 2600 gradi Kelvin. Qualsiasi carburante per propulsione termica nucleare a bordo di un veicolo spaziale dovrebbe essere in grado di sopravvivere a temperature estreme e all’esposizione a gas idrogeno caldo.
Per testare come il carburante potesse resistere a queste condizioni, General Atomics ha condotto ulteriori test con diverse caratteristiche protettive per ottenere ulteriori dati su come diversi miglioramenti dei materiali hanno migliorato le prestazioni del carburante in condizioni simili a quelle di un reattore nucleare. Secondo l’azienda, questi tipi di test sono stati una novità. “Per quanto ne sappiamo, siamo la prima azienda a utilizzare la struttura CFEET (Compact Fuel Element Environmental Test) presso la NASA MSFC per testare e dimostrare con successo la sopravvivenza del carburante dopo cicli termici a temperature rappresentative dell’idrogeno e velocità di rampa”, ha affermato Christina Back, vicepresidente di General Atomics Nuclear Technologies and Materials, nella stessa dichiarazione.
La NASA e General Atomics hanno testato il carburante esponendolo a temperature fino a 3.000 Kelvin (2.727°C), scoprendo che funzionava bene anche a temperature così elevate. Secondo Back, ciò significa che un sistema NTP che utilizza il carburante potrebbe funzionare da due a tre volte più efficientemente degli attuali motori a razzo.
Razzi più veloci
Uno dei motivi principali per cui la NASA vuole costruire razzi NTP è che potrebbero essere molto più veloci dei razzi che utilizziamo oggi, che sono spinti dal tradizionale carburante chimico.
Un tempo di transito più rapido potrebbe ridurre i rischi per gli astronauti, poiché i viaggi più lunghi richiedono più rifornimenti e sistemi più robusti per supportare gli astronauti durante il viaggio verso la loro destinazione. C’è anche il problema delle radiazioni: più a lungo gli astronauti restano nello spazio, più sono esposti alle radiazioni cosmiche. Tempi di volo più brevi potrebbero ridurre questi rischi, rendendo la possibilità di un volo spaziale umano nello spazio profondo più vicina alla realtà.
Nel 2023, la NASA e la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) hanno annunciato che stanno lavorando a un motore a razzo termico nucleare, in modo che la NASA possa inviare un veicolo spaziale con equipaggio su Marte. L’agenzia spera di lanciare una dimostrazione già nel 2027.
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