Un satellite da 500 kg volerà usando acqua come unico propellente: la sfida di General Galactic

L'idea di utilizzare risorse disponibili in loco - in particolare il ghiaccio - per produrre carburante destinato all'esplorazione spaziale accompagna i programmi lunari e marziani sin dall'epoca delle missioni Apollo. Il principio è noto: individuare acqua sulla Luna o su Marte, scinderla in idrogeno e ossigeno e impiegarla come propellente per proseguire il viaggio o rientrare verso la Terra.

Nonostante decenni di discussioni e il sostegno pubblico di figure come Elon Musk, nessun veicolo spaziale di dimensioni rilevanti ha finora utilizzato l'acqua come unica fonte di propulsione operativa. Una startup statunitense, General Galactic, intende cambiare le cose con una missione dimostrativa prevista per l'autunno.

La società, fondata dall'ex ingegnere di SpaceX Halen Mattison insieme al CTO Luke Neise, ha acquistato uno slot di lancio su un razzo Falcon 9. Il carico utile sarà un satellite da poco meno di 500 chilogrammi, progettato per utilizzare esclusivamente acqua come propellente in orbita.

Halen Mattison, CEO e cofondatore e Luke Neise cofondatore e CTO

La missione, denominata Trinity, mira a validare due modalità di utilizzo: propulsione chimica e propulsione elettrica. L'obiettivo è dimostrare che un unico sistema basato sull'acqua possa offrire sia spinte brevi e più intense, sia manovre a lungo termine ad alta efficienza.

Nel caso della propulsione chimica, l'acqua viene sottoposta a elettrolisi per separare idrogeno e ossigeno. L'idrogeno viene quindi bruciato utilizzando l'ossigeno come ossidante, generando spinta tramite una reazione ad alta temperatura e pressione, secondo uno schema concettualmente simile ai motori a razzo tradizionali.

Per la propulsione elettrica, invece, l'ossigeno ottenuto dall'elettrolisi viene ionizzato e trasformato in plasma attraverso l'applicazione di energia elettrica. Un campo magnetico ne controlla l'espulsione tramite un propulsore a effetto Hall. Questo approccio fornisce una spinta molto bassa ma estremamente efficiente nel tempo, tipicamente utilizzata per il mantenimento dell'orbita o per missioni di lunga durata.

L'ambizione dichiarata è incrementare sensibilmente il Delta-V complessivo del satellite, ossia la capacità totale di variazione di velocità e traiettoria nel corso della missione, combinando efficienza e flessibilità operativa.

Oltre alle prospettive di lungo periodo - come la creazione di una rete di rifornimento tra Terra, Luna e Marte - la tecnologia potrebbe avere ricadute immediate sul mercato dei piccoli satelliti. Un maggiore Delta-V consentirebbe manovre più frequenti o rapide, migliorando la resilienza in un contesto orbitale sempre più congestionato.

Permangono tuttavia numerose incognite. L'ossigeno ionizzato è altamente reattivo e può causare fenomeni di corrosione, con impatti sulla durabilità dei componenti del sistema elettrico. La selezione dei materiali e la progettazione dei dispositivi rappresentano quindi un nodo ingegneristico rilevante.

Anche sul fronte chimico restano interrogativi: l'integrazione dell'impianto di elettrolisi comporta massa aggiuntiva, che potrebbe ridurre la competitività rispetto a sistemi tradizionali basati su propellenti già pronti all'uso.

General Galactic ha raccolto circa 10 milioni di dollari in finanziamenti venture capital, una cifra modesta per il settore aerospaziale ma sufficiente per sostenere questa prima dimostrazione. Il successo della missione Trinity costituirebbe un primo passo concreto verso la validazione di un concetto discusso da decenni.