La NASA abbandona DRACO mentre l'ESA ha commissionato uno studio sulla propulsione nucleare termica

Gli USA avevano intenzione di sviluppare nei prossimi anni un razzo spaziale a propulsione nucleare per le missioni verso la Luna e Marte, permettendo così di avere un'efficienza superiore e ridurre la durata delle missioni (comprese quelle con equipaggio). Il progetto guidato dalla DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) aveva preso il nome di Demostration Rocket for Agile Cislunar Operations o più semplicemente DRACO con un lancio previsto per il 2026.

A causa dei tagli proposti dall'amministrazione Trump al programma spaziale anche il programma DRACO è stato sostanzialmente già cancellato e non sarà sviluppato nel breve periodo. Per questo è molto interessante la proposta di uno studio di fattibilità da parte dell'ESA per sviluppare la propulsione nucleare termica europea così da avere un razzo spaziale concorrenziale in termini di tecnologia con le altre grandi agenzie internazionali. Chiaramente passare da uno studio a un prototipo e poi a un modello operativo richiede tempo e investimenti, ma potrebbe essere una carta vincente, guardando al futuro dell'esplorazione spaziale.

L'ESA pensa a un razzo spaziale con propulsione termica nucleare

Secondo quanto riportato dall'ESA lo studio Alumni è stato condotto dalla CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives), ArianeGroup e Framatome Space insieme all'agenzia spaziale europea. Lo studio oltre a pensare alla progettazione del sistema ha anche proposto una roadmap per lo sviluppo.

Con un razzo spaziale che utilizza la propulsione nucleare termica si sfrutta la capacità di un reattore nucleare di riscaldare un propellente criogenico (come l'idrogeno) che si espande e viene convogliato attraverso un ugello. L'idea di utilizzare la propulsione nucleare (termica o elettrica) non è nuova, ma sostanzialmente non è mai stata presa veramente in considerazione per la realizzazione di soluzioni operative.

In termini di sicurezza, il reattore nucleare (che funziona con uranio a basso arricchimento o HALEU) integrato nel razzo spaziale non funzionerebbe durante il lancio ma solamente quando il vettore ha raggiunto una distanza di sicurezza dalla Terra. Per questo il decollo avverrebbe sempre con una propulsione chimica, affidabile e ben conosciuta.

Durante il funzionamento del reattore nucleare nello Spazio invece neutroni e raggi gamma sarebbero schermati da un rivestimento multistrato così che il sistema possa essere impiegato sia per missioni senza che con equipaggio. Grazie all'impulso specifico elevato e all'efficienza complessiva le tempistiche di viaggio verso la Luna o Marte sarebbero ridotte di circa la metà esponendo l'equipaggio a una quantità ridotta di radiazioni.

Si è pensato anche a soluzioni tecniche e a nuovi materiali utilizzabili (come l'utilizzo di un materiale metallo-ceramico) e a risolvere i problemi legati al potenziale avvelenamento da xeno del reattore nucleare che potrebbe impedirne il funzionamento ma anche alla gestione del calore e del propellente.

Dallo studio di fattibilità si passerà ai test in laboratorio e alle simulazioni al computer per portare avanti il progetto di un razzo spaziale con propulsione nucleare termica. Si è anche pensato a sostituire l'idrogeno con l'ammoniaca che è più semplice da immagazzinare riducendo anche la massa dei serbatoi. Come scritto sopra, siamo ancora lontani da un progetto concreto, ma uno sviluppo di questo tipo potrebbe ridare all'ESA un ruolo primario nell'esplorazione.