Il 16 dicembre si celebra in Italia la Giornata Nazionale dello Spazio, un’occasione per ricordare il lancio del primo satellite italiano del 1964, il San Marco 1. In occasione di questo evento, l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ha firmato un accordo di collaborazione con ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile). L’accordo prevede lo studio di un reattore nucleare a fissione per usi spaziali, da utilizzare sia per la Luna che per le esplorazioni interplanetarie.

L’accordo dà formalmente inizio ad un periodo di 15 mesi, durante i quali le due Agenzie Italiane studieranno i possibili scenari operativi, le ricadute tecnologiche ed effettueranno le analisi costi benefici. Al termine di questo periodo è prevista la definizione di una roadmap di Ricerca e Sviluppo per le fasi successive.

L’agenzia ENEA è un ente governativo che si occupa di promuovere lo sviluppo di energia nucleare e rinnovabili. Al fine di studiare un progetto di reattore nucleare da utilizzare in ambiante spaziale, ENEA ha organizzato un gruppo di ricerca presso il Dipartimento Fusione e Tecnologie per la Sicurezza Nucleare, con sede presso il Centro di ricerche del Brasimone, in Emilia-Romagna.

“I principi base per la progettazione dello Space Nuclear Reactor sono la modularità, in grado di garantire un facile ampliamento della potenza disponibile, e la ridondanza dei sistemi essenziali per garantire la massima sicurezza del reattore”, sottolinea Mariano Tarantino, responsabile della Divisione ENEA di Sicurezza e sostenibilità del nucleare. “Particolare attenzione – aggiunge – verrà posta alla minimizzazione del peso totale del sistema per rendere possibile il trasporto a bordo di un razzo cargo e l’affidabilità dei componenti, privilegiando, ove possibile, tecnologie mature made in Italy”.

I reattori nucleari per la propulsione spaziale

L’utilizzo di energia nucleare in ambiente spaziale è un’applicazione pensata e prevista già dagli albori dell’avventura in orbita dell’uomo, negli anni ’50. Inizialmente si pensava allo sviluppo di reattori nucleari a fissione per lo sviluppo di sistemi di propulsione alternativa al motore chimico. Uno dei progetti più famosi in questo senso era il motore per razzi americano NERVA, un prototipo che originava la sua spinta dall’espansione in un ugello di idrogeno ad alta pressione, precedentemente scaldato tramite un processo di fissione nucleare.

Attualmente lo sviluppo di progetti di razzi a propulsione nucleare è tornato d’interesse, sia per l’attuale progresso tecnologico nel settore della fissione nucleare, sia per le ambizioni spaziali internazionali. Con un vettore a propulsione nucleare infatti, si ottengono prestazioni migliori di un razzo chimico soprattutto quando si vogliono raggiungere obbiettivi lontani. Il razzo a fissione riesce infatti a produrre una spinta prolungata e più alta rispetto ad un motore elettrico.

La NASA e il Dipartimento dell’Energia (DOE) americano stanno attualmente supportando e finanziando il progetto DRACO, uno dei più avanzati in questo campo. Al progetto collaborano diverse aziende, fra cui ad esempio Blue Origin, con lo scopo di una prima demo nello spazio nel 2024.

Produrre energia sulla Luna e Marte

L’altro uso dei reattori a fissione nello spazio è per la produzione di energia su Luna e Marte. In questo senso, il crescente progresso nella tecnologia di miniaturizzazione dei reattori a fissione, ha permesso d’immaginare già ad inzio del 21 secolo, di poter portare piccoli reattori sul nostro satellite naturale e su Marte. Questa sarà probabilmente uno degli obbiettivi primari del progetto Italiano, forte anche del ruolo di primo piano che il nostro Paese già ha nella progettazione e costruzione dei primi avamposti lunari sulla superficie. Thales Alenia Space, joint venture tra Thales (67%) e Leonardo (33%) sta già collaborando con la NASA per lo sviluppo dei primi moduli pressurizzati dove vivranno gli astronauti.

Anche per questo uso sono già in sviluppo diversi progetti, anche da realtà private. Uno dei più avanzati è sicuramente il Kilopower, un micro-reattore a fissione nucleare pensato da NASA e da diverse aziende governative americane, che dovrebbe essere in grado di produrre 10 kilowatt per 10 anni sulla superficie di Luna o Marte. Inoltre, aziende private come Rolls-Royce hanno dimostrato interesse nello sviluppo di micro-reattori a fissione, prima per applicazioni terrestri e poi per sviluppi spaziali.

L’annuncio della collaborazione fra ASI ed ENEA non può quindi che essere un buon punto di partenza anche per l’Italia, un Paese che nonostante l’assenza di centrali operative, dispone di un comparto di eccellenza nello studio delle applicazioni della fissione nucleare, oltre che un comparto industriale leader a livello internazionale nella produzione di componentistica anche per progetti di fusione nucleare, oltre che per la fissione nucleare.

Il comunicato stampa di ENEA si può leggere qui.