La DARPA e la NASA puntano a testare i razzi nucleari entro il 2026

Se vuoi volare su Marte, devi scegliere con attenzione la data di partenza. Le finestre di lancio ideali si verificano solo ogni 26 mesi e quelle finestre di lancio sono strette perché i pianeti devono essere allineati. Letteralmente.

Un razzo veloce potrebbe ampliare quelle finestre, abbreviare la durata del viaggio e risparmiare merci e passeggeri sensibili al tempo. Il problema è che la velocità dei razzi chimici di oggi è limitata dal carburante e dall’ossigeno che possono trasportare.

Invece, si potrebbe usare l’energia nucleare – non una semplice fonte di calore radioattiva, del tipo che potrebbe alimentare la debole propulsione ionica di una sonda spaziale a lungo termine, ma un vero e proprio reattore a fissione. Una tale fornace potrebbe espandere un rivolo di idrogeno liquido da 20 Kelvin in un tornado di gas da 2.700 Kelvin, consentendo a una quantità gestibile di propellente di fornire una potente spinta a metà strada verso Marte, quindi di invertire la spinta per decelerare.

Questo è esattamente ciò che la NASA e la DARPA vogliono costruire, prima come prototipo, poi come razzo lunare e infine come veicolo interplanetario. Il 26 luglio, le agenzie hanno rivelato i dettagli del progetto, una partnership con Lockheed Martin e BWX Technologies, una società di reattori con sede a Lynchburg, Virginia. Danno al progetto il nome Harry Potteriano di DRACO, per Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations.

Il piano è di testare il prototipo nello spazio a partire dalla fine del 2026. Si tratta di un ordine molto breve, facilitato in parte combinando quelle che normalmente sarebbero la seconda e la terza fase di sviluppo. L’accelerazione è possibile perché il prototipo “incorpora molto hardware ereditato dalle passate missioni nello spazio profondo”, afferma Tabitha Dodson, responsabile del programma DRACO presso la DARPA. "Volevamo avere una piattaforma spaziale altamente affidabile, con tutto ciò che non è il motore a basso rischio."

Il vecchio programma prevedeva l’inserimento di uranio-235 ad uso militare nel reattore, cosa che ora non è più all’ordine del giorno.

La prima fase di sviluppo, sul nuovo design del reattore, è già stata completata per un costo non reso noto. Per le due fasi successive è previsto un budget complessivo di 499 milioni di dollari.

Se il prototipo funzionerà, il prossimo passo sarà quello di costruire un razzo lunare, la cui velocità renderebbe più semplice costruire e rifornire una base sulla Luna. Ma la vera ricompensa arriverà quando verrà dato l’ordine di andare su Marte.

Nel frattempo, chissà quali dividendi militari potrebbero arrivare. La DARPA finanzia tecnologie sperimentali che un giorno potrebbero essere utili senza necessariamente specificare quale potrebbe essere tale utilizzo. Forse un razzo nucleare potrebbe trasportare i satelliti da una parte all’altra del mondo.

L'idea di un razzo a propulsione nucleare fu studiata per la prima volta negli anni '50 come Progetto Orion, portando infine ai test dei motori a terra. Non è certo la soluzione ideale: alcuni problemi possono essere esaminati meglio nel vuoto, in condizioni di gravità zero. Ma in ogni caso i test sul campo non sono più all’ordine del giorno. Secondo gli attuali requisiti di sicurezza, i ricercatori dovrebbero catturare i gas di scarico, rimuovere eventuali materiali radioattivi e smaltirli. Pertanto, il piano è quello di posizionare il prototipo in un'orbita alta 700 chilometri, dalla quale non ricadrà sulla terra per altri 300 anni circa.

Il vecchio programma prevedeva l’inserimento di uranio-235 ad uso militare nel reattore, cosa che ora non è più all’ordine del giorno. Invece, il progetto specifica un U-235 molto meno arricchito. “È sicuro aggirare il problema; è sicuro essere in giro; non ha bisogno delle misure di protezione necessarie per essere un luogo per il plutonio”, afferma Anthony Calomino, scienziato dei materiali e strutturale della NASA.

Mentre il razzo si trova sulla rampa di lancio, la reazione a catena di fissione e la conseguente radioattività verrebbero soffocate da tamburi rotanti che puntano il lato che assorbe i neutroni verso l'interno, rivolto verso il nocciolo del reattore. Quindi, quando il motore è in orbita in sicurezza, i tamburi si girerebbero per rivelare i loro lati riflettenti i neutroni, che li rimbalzano nel nucleo. Tale riflessione aumenterebbe la densità dei neutroni, stimolando la fissione. Altre misure di sicurezza includono fili che assorbono neutroni all’interno del nucleo che “avvelenano” la reazione a catena finché non vengono retratti.