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La NASA e il programma spaziale sovietico hanno dedicato decenni alla ricerca sulla propulsione nucleare durante la corsa allo spazio. Alcuni anni fa, la NASA ha riacceso il suo programma nucleare allo scopo di sviluppare la propulsione nucleare bimodale – un sistema in due parti costituito da un elemento NTP e NEP – che potrebbe consentire transiti su Marte in 100 giorni.
L’era dell’esplorazione spaziale, in cui diverse agenzie stanno pianificando di inviare astronauti sulla Luna nei prossimi anni, sarà seguito nel prossimo decennio con missioni aventi equipaggi che probabilmente andranno su Marte. A questo proposito la NASA e la
Queste e altre missioni che porteranno gli astronauti oltre l’orbita terrestre bassa (LEO) e il sistema Terra-Luna richiedono nuove tecnologie, le quali vanno dal supporto vitale e schermatura dalle radiazioni all’energia e alla propulsione.
La propulsione è quella nucleare termica od nucleare elettrica (NTP/NEP) ?
La propulsione nucleare si riduce essenzialmente a due concetti, entrambi basati su tecnologie che sono state accuratamente testate e convalidate.
Per la propulsione nucleare-termica (NTP), il ciclo consiste in un reattore nucleare che riscalda il propellente idrogeno liquido (LH2), trasformandolo in idrogeno gassoso ionizzato (plasma) che viene poi incanalato attraverso ugelli per generare spinta.
Sono stati fatti diversi tentativi per testare questo sistema di propulsione, incluso Project Rover , uno sforzo di collaborazione tra l’aeronautica americana e la Commissione per l’energia atomica (AEC) lanciato nel 1955.
La propulsione nucleare-elettrica (NEP), invece, si basa su un reattore nucleare per fornire elettricità a un propulsore a effetto Hall (motore a ioni), che genera un campo elettromagnetico che ionizza e accelera un gas inerte (come lo xeno) per creare spinta. I tentativi di sviluppare questa
Entrambi i sistemi presentano notevoli vantaggi rispetto alla propulsione chimica convenzionale, tra cui un valore di impulso specifico (Isp) più elevato, efficienza del carburante e densità di energia virtualmente illimitata.
Sebbene i concetti NEP si distinguano per fornire più di 10.000 secondi di Isp, il che significa che possono mantenere la spinta per quasi tre ore, il livello di spinta è piuttosto basso rispetto ai razzi convenzionali e all’NTP.
La necessità di una fonte di energia elettrica, afferma Gosse, solleva anche il problema della dissipazione del calore nello spazio, dove la conversione dell’energia termica è del 30-40 percento in circostanze ideali.
Oltre alla propulsione, ci sono proposte per nuovi progetti di reattori. Gli esempi includono il Kilopower Reactor Using Sterling Technology (KRUSTY) della NASA e il reattore ibrido a fissione/fusione selezionato per lo sviluppo di Fase I dalla selezione NAIC 2023 della NASA.
[Motori – Trasporti Civili]
