La rincorsa al pianeta rosso è appena (ri)cominciata, con un nuovo e decisivo slancio.
Ad aprire le danze ci ha pensato Starman, manichino seduto a bordo di una Tesla che Elon Musk ha lanciato nello spazio meno di un mese fa, con l'obiettivo di far partire la rincorsa alla colonizzazione di Marte.
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Starman non arriverà su Marte, ma dietro di lui c'è chi sta pensando seriamente a come fare: secondo Bloomberg infatti, la NASA ha investito nel 2017 in un contratto da 18.8 milioni di dollari con BWXT Nuclear Energy Inc., per disegnare e sviluppare un razzo a propulsione nucleare.
La scommessa NASA: una tecnologia della guerra fredda
I primi disegni sui razzi a propulsione nucleare risalgono agli anni 70, epoca in cui, in piena Guerra Fredda, il nucleare rappresentava una minaccia molto più che un'opportunità.
A differenza della propulsione termica, che brucia grandi quantità di carburante per generare la spinta necessaria, il sistema nucleare utilizza la fissione, scindendo gli atomi di uranio all'interno del reattore, generando il calore necessario per riscaldare il propellente, tipicamente l'idrogeno liquido.
L'idrogeno poi si espande e viene spruzzato da un ugello, per dare la propulsione necessaria al razzo.
I vantaggi di questa tecnologia? Un raddoppio dell'efficienza con cui viene utilizzato il combustibile e, soprattutto, una riduzione delle dimensioni e del peso dei reattori, che si traduce in una riduzione significativa del tempo di volo.
Un mockup di motore nucleare del 1967! (fonte: Bettmann Archives via Getty Images)
L'abbandono del nucleare e la sua riscoperta
Lunga vita al nucleare per lo spazio quindi? Non proprio, il sistema venne quasi subito abbandonato: il problema delle radiazioni e la difficoltà nel reperimento e del corretto utilizzo dell'uranio, unito alle temperature di fusione davvero troppo alte da raggiungere per l'epoca (si parla di più di 2.000 gradi Celsius) hanno lasciato spazio ad altre metodologie ingegneristiche.
Oggi però, i presupposti per il suo ritorno ci sono tutti: secondo Jonathan Cirtain infatti, vice presidente per i programmi a tecnologia avanzata di BWXT, dalla NASA "sono stati fatti significativi passi in avanti nella ricerca e nella tecnologia di nuovi materiali, necessari per i componenti fondamentali del reattore".
Miglioramenti così significativi da inserire la propulsione nucleare (NTP) nel NASA Game Changing Development Program, volto ad esplorare tutte le possibili tecnologie innovative in ambito spaziale.
"Più ci allontaniamo dal sistema solare e più la propulsione nucleare può offrire l'unica opzione tecnologica percorribile per raggiungere la superficie di Marte ed altri mondi", ha dichiarato Sonny Mitchell, Nuclear Thermal Propulsion project manager al NASA’s Space-Flight Center, in un comunicato stampa che annunciava la collaborazione con la già citata BWXT.
La sfida (di costi e di nervi) con Elon Musk
Arrivare su Marte non è, ovviamente, facile: i km sono 55 milioni (per avere un paragone, la distanza media terra-luna è di 375.000km) e le variabili sono molte, spingendo la NASA a dichiarare il 2030 come anno obiettivo di arrivo nella sua orbita della presenza umana.
La stessa NASA è convinta perà che sia proprio la propulsione nucleare che possa dare una significativa spinta a questa previsione, anche dal lato della riduzione dei costi: sviluppare infatti tecnologie degli anni 70 consente di attingere ad un know-how comunque elevato.
Nuove tecnologie arrivano anche dal materiale nucleare, con lo studio per l'utilizzo dell'uranio a basso arricchimento (LEU), più sicuro dell'uranio naturale (NU) e più facile da ottenere.
Aggiungiamo al lato tecnologico anche la spinta della concorrenza con i privati: Elon Musk e la sua società Space Exploration Technologies Corp. sono in pole position e anche Jeff Bezos, il fondatore di Amazon, ha manifestato il suo interesse nei viaggi spaziali, fondando Blue Origin.
Musk, in particolare, sta puntando ad un sostanziale decremento dei costi, grazie all'impiego di tecnologie più economiche e riutilizzabili: suo lo sviluppo infatti di un motore alimentato da ossigeno liquido e metano, in parallelo all'idea che i razzi potrebbero essere riutilizzati e non distrutti dopo ogni lancio.
Insomma: gli anni '70 con la NASA o la visione di Musk? La certezza è che, con un panorama concorrenziale così vasto, la rincorsa al pianeta rosso è più viva che mai!
