Martedì 24 gennaio l’amministratore della NASA Bill Nelson ha annunciato, durante la AIAA SciTech, che l’Agenzia Spaziale collaborerà con la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) nello sviluppo del progetto di un razzo a propulsione nucleare per le future missioni verso Marte. Il progetto è chiamato Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, o DRACO, e la NASA ci lavora già da alcuni anni, anche con la consulenza e il supporto di diverse aziende private.

Ora, con la chiusura di questa nuova partnership con la DARPA, il progetto subisce un upgrade. L’ufficio della NASA STMD (Space Technology Mission Directorate) guiderà lo sviluppo del motore a propulsione nucleare, mentre la DARPA agirà come agenzia di controllo contrattuale e supervisione, in particolare per l’integrazione fra il motore e lo stage del prototipo. Alla DARPA spetterà la supervisione sulla sicurezza dello sviluppo, sulla gestione dei contratti. Il primo test nello spazio di questo prototipo è previsto per il 2027.

“Con questa collaborazione, sfrutteremo l’esperienza acquisita in molti precedenti progetti di energia e propulsione nucleare nello spazio” ha dichiarato Jim Reuter, amministratore del STMD della NASA. “I recenti progressi in materia di materiali aerospaziali e d’ingegneria stanno dando il via a una nuova era per la tecnologia nucleare spaziale, e questo volo dimostrativo sarà un risultato importante per la creazione di una capacità di trasporto spaziale per un’economia Terra-Luna”.

Lo sviluppo di un razzo a propulsione nucleare

L’Agenzia della Difesa si è sempre occupata dello sviluppo di alte tecnologie, militari ma non solo. L’ultimo grande prototipo di un razzo spaziale a propulsione nucleare è il NERVA, un progetto degli anni ’60 definitivamente cancellato nel 1972. Ora, con a disposizione nuove tecnologie e decenni di esperienza nella gestione di reattori a fissione nucleare, un razzo con questo tipo di propulsione è tornato a essere fattibile, e soprattutto utile.

Una propulsione nucleare a fissione funziona, dal punto di vista concettuale, come un normale razzo chimico tradizionale. Un gas viene espulso ad alta velocità da un ugello, producendo una spinta all’intero razzo secondo la terza legge di Newton. La grande differenza è come questi gas vengono originati e accelerati.

Sopra il motore viene posto un piccolo reattore, che grazie a delle reazioni di fissione nucleare scalda dell’idrogeno che poi viene espulso dall’ugello. Un motore termico nucleare di questo tipo riesce a essere teoricamente dalle 5 alle 7 volte più efficiente di un motore chimico. Allo stesso modo riuscirebbe a generare un rapporto spinta/peso anche 10000 volte maggiore di quello di un motore elettrico.

Il vantaggio è ottenuto principalmente nei viaggi molto lunghi, durante i quali questi motori con prestazioni di spinta ed efficienza maggiori, riescono a ridurre la lunghezza della traiettoria di viaggio verso Marte, riducendo di conseguenza i tempi di viaggio. Secondo le stime attuali, un viaggio verso Marte potrebbe ridursi dai sei mesi attuali fino a meno di due mesi. Un vantaggio fondamentale per le missioni con equipaggio, quando ridurre la permanenza nello spazio sarà un obbiettivo primario. Lo sarà sia per questioni di sicurezza e salute dell’equipaggio, ma anche per la sostenibilità economica di questi viaggi.