La NASA e la DARPA hanno selezionato Lockheed Martin per la costruzione del primo prototipo di razzo a propulsione nucleare, che sarà testato nello spazio a partire dal 2027. Il progetto, chiamato Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO), è stato istituito con l’obiettivo di sviluppare una tecnologia di propulsione nucleare per il viaggio interplanetario, in modo da raggiungere Luna e Marte molto più velocemente nei prossimi decenni.
La NASA e la DARPA hanno firmato a gennaio del 2023 il primo accordo di collaborazione per lo sviluppo di DRACO. La NASA si occuperà della costruzione del reattore, mentre la DARPA del mezzo spaziale e della parte regolatoria.
La Space Force fornirà il sistema di immissione in orbita con un vettore “tradizionale”. Il progetto ha attualmente un budget di 500 milioni di dollari, di cui 300 milioni sono forniti dalla NASA. Fino a 250 milioni sono dedicati allo sviluppo tecnico, ma la cifra assegnata al settore industriale non è stata dichiarata, anche perché saranno previsti anche fondi provenienti dalle industrie stesse. Lockheed Martin collaborerà con BWXT Advanced Technologies, allo sviluppo del primo prototipo, chiamato NTR vehicle (X-NTRV).
Il primo test
Il test previsto nel 2027 prevederà l’immissione in orbita del prototipo con un vettore tradizionale. Le operazioni saranno condotte in orbita terrestre bassa, fra 700 e 2000 km di quota. Qui verranno testate le tecnologie di accensione e propulsione, oltre alla gestione del propellente nucleare. Esso sarà uranio arricchito a basso dosaggio (high-assay low-enriched uranium) o HALEU, un carburante mai utilizzato prima.
Tabitha Dodson, program manager del progetto DRACO alla DARPA ha chiarito che il primo volo del 2027 sarà un volo dimostrativo, e non saranno eseguite particolari manovre e operazioni in orbita. Nello spazio non è infatti mai testato un propellente di questo tipo.
L’obiettivo sarà effettuare un test di propulsione di successo, rilevando più dati possibili e arrivando ad un ideale impulso specifico fra gli 850 e 900 secondi.
Il vantaggio di un propulsore a fissione nucleare
Lo sviluppo di un propulsore nucleare sarà utilizzato nello spazio per viaggi interplanetari, e non per partire dalla Terra. Questo garantirà maggiore efficienza riducendo la massa del mezzo spaziale da due a tre volte, a parità di prestazioni.
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.
