La NASA sta inviando una navicella spaziale a propulsione nucleare su Marte. Oltre all’annuncio di martedì di il suo nuovo programma Ignitionche presenta una base lunare pianificata e un successore della Stazione Spaziale Internazionale, l’agenzia ha rivelato l’SR-1 Freedom, che sarà lanciato nel 2028 come il primo velivolo a propulsione nucleare a lasciare l’orbita terrestre bassa.
Innanzitutto, SR-1 Freedom fungerà da dimostrazione tecnologica per dimostrare che un veicolo spaziale a propulsione nucleare è un’opzione praticabile. Se funziona, aprirà la possibilità di un’esplorazione dello spazio più profondo affrontando le limitazioni di portata imposte dall’energia solare e dal combustibile liquido.
SR-1 Freedom è anche responsabile della consegna del carico utile Skyfall su Marte. Skyfall è una squadra di elicotteri che perlustrerà Marte con sensori alla ricerca di ghiaccio nel sottosuolo. Non è un segreto questo Marte porta acqua molto al di sotto della superficie, ma la NASA mira a trovare una sacca di ghiaccio abbastanza grande vicino alla superficie per contribuire a sostenere la vita umana nelle missioni future.
L’SR-1 Freedom ospiterà un reattore nucleare, un sistema di propulsione elettrica e alcuni enormi dissipatori di calore.
Non è il primo tentativo della NASA di risolvere i viaggi spaziali nucleari. L’agenzia ha speso 20 miliardi di dollari in più di una dozzina di tentativi falliti con un solo reattore nucleare a dimostrarlo, il che è lo SNAP-10A lanciato nell’orbita terrestre bassa nel 1965. Ha funzionato per 43 giorni prima che un guasto advert alta tensione lo spegnesse. Lo SNAP-10a rimane ancora oggi in orbita polare.
Il reattore sarà nella parte anteriore della navicella, con l’elettronica e il sistema di propulsione nella parte posteriore per evitare che il reattore li danneggi.
Quello che sappiamo dell’SR-1 Freedom
Steve Sinacore, direttore del programma Fission Floor Energy della NASA, ha detto ai giornalisti una conferenza stampa che la NASA selezionerebbe un veicolo di lancio dallo inventory disponibile e che ci sarebbero process di regolamentazione e ispezione con l’Interagency Nuclear Security Evaluation Board prima di qualsiasi selezione.
La NASA prevede di iniziare a sviluppare l'{hardware} per l’SR-1 Freedom una volta finalizzato il progetto. Si prevede che ciò richiederà circa 18 mesi, con l’inizio dell’assemblaggio nel gennaio 2028. Il rifornimento, gli SMS e l’assemblaggio del reattore continueranno fino all’arrivo dell’SR-1 Freedom al sito di lancio nell’ottobre 2028.
Il lancio di SR-1 Freedom è previsto per dicembre 2028, poiché è la prossima finestra di lancio disponibile su Marte dopo quella aperta alla advantageous del 2026. Si prevede che il motore nucleare-elettrico produrrà oltre 20 unità kilowatt elettriche e sarà integrato con la tecnologia dei veicoli spaziali esistenti per rendere i tempi di lancio più realistici.
Il reattore sarà alimentato da biossido di uranio advert alto dosaggio e a basso arricchimento e trasferirà il suo calore tramite tubi di calore, protetti da uno schermo antiradiazioni in carburo di boro. Il calore viene convertito in energia utilizzando il sistema avanzato di conversione della potenza a ciclo chiuso Brayton, che quindi alimenta il sistema di propulsione elettrica all’altra estremità del veicolo spaziale.
Il calore in eccesso viene gestito con un enorme dissipatore di calore realizzato in materiali compositi e titanio. Il cervello della navicella si trova tra il dissipatore di calore e il sistema di propulsione e invierà i dati alla Terra.
Perché l’energia nucleare?
“L’energia nucleare nello spazio non solo migliora l’esplorazione spaziale, ma la rende possibile”, ha affermato Sinacore durante la conferenza stampa. “Attraverso una maggiore densità di energia, l’energia nucleare manterrà le basi lunari operative per tutta la notte di 14 giorni e 354 ore.”
Uno dei grandi problemi con l’esplorazione dello spazio profondo e l’esplorazione spaziale a lungo termine è l’energia, e la NASA spera che l’energia nucleare possa risolverlo. L’energia solare rappresenta una sfida sulla Luna a causa del suo ciclo notturno di due settimane. Secondo Sinacore, per alimentare una base a lungo termine su Marte sarebbero necessari “campi da calcio costituiti da pannelli solari”.
Il prossimo pianeta advert uscire è Giove, dove l’efficienza dei pannelli solari scende al 4% rispetto alla Terra. Una volta superato Giove, l’energia solare è trascurabile, il che la rende una scelta sbagliata per le missioni nello spazio profondo.
La NASA attualmente utilizza propellente liquido per il volo spaziale. Ciò non funziona per missioni e voli a lungo termine a causa di la sua frazione di massache è un calcolo fantasioso che sostanzialmente cube che è troppo pesante per il volo spaziale a lungo termine. La navicella spaziale non sarebbe in grado di spostare persone e merci in modo efficiente. Sinacore afferma che questi sono “vincoli fisici” piuttosto che problemi di ingegneria, e che l’energia nucleare li risolve.
L’SR-1 Freedom è il primo tentativo della NASA. Il Lunar Reactor-1 (LR-1) è il secondo.
Cosa viene dopo SR-1 Freedom
SR-1 Freedom segna l’inizio di molti altri progetti in arrivo nei prossimi due decenni. Se l’SR-1 Freedom dovesse rivelarsi un successo, il prossimo progetto sarebbe il Lunar Reactor-1, un reattore nucleare che servirebbe come fonte di energia per la prossima base lunare della NASA.
Avere un veicolo spaziale a propulsione nucleare e una base sui libri aprirebbe la porta a più di entrambi, inclusa una potenziale missione umana su Marte, reattori nucleari più grandi e potenti e una potenziale partecipazione commerciale da parte di aziende che vogliono entrare in azione.
