Con nuovo motore nucleare “a bolle” della NASA potremmo raggiungere anche fascia di Kuiper

Credito: Stevebidmead, Pixabay, ID: 441708

Si parla di progressi sostanziali nel progetto di un motore a razzo a propulsione termica nucleare in un nuovo comunicato pubblicato dall’Università dell’Alabama ad Huntsville (UAH). L’Università americana, con la collaborazione di diversi altri istituti del paese, sta portando a avanti un progetto per conto della NASA lavorando su un dispositivo denominato BLENDER (da Bubbling Liquid Experiment Navigating Driven Extreme Rotation).
Questo dispositivo potrebbe essere la base per un nuovo motore nucleare che potrebbe spingere le future navicelle della NASA molto oltre di quanto fatto fino ad ora.

Dispositivo a propulsione termica nucleare

Il dispositivo a propulsione termica nucleare funziona riscaldando il propellente gassoso (l’idrogeno) a temperature altissime ma senza che avvenga una combustione. L’idrogeno, ad un certo livello di temperatura, comincia a gorgogliare (proprio per questo viene denominato a volte anche “motore a bolle”). L’idrogeno entra poi in contatto con un nucleo di uranio liquido rotante, attraverso un particolare cilindro e per questo si ha un’espansione rapida del gas. Quest’ultimo fuoriesce da un particolare ugello e la fuoriuscita del gas è quello che fornisce la spinta.

“Prestazioni significativamente più elevate”

Il nuovo progetto presentato dalla UAH, come riferisce il comunicato, produce “prestazioni significativamente più elevate” se confrontato con i motori a combustibile liquido che di solito bruciano ossigeno e idrogeno. Dale Thomas, uno degli scienziati a capo del progetto, spiega che la differenza di prestazioni si deve al tipo di combustione.
Nei motori a combustibile liquido convenzionali le molecole di idrogeno e ossigeno sono infatti più pesanti e non riescono a fuoriuscire dall’ugello molto velocemente.

Differenza con i motori per razzi tradizionali

I motori tradizionali forniscono comunque una spinta importante un impulso molto minore, come spiega lo stesso Thomas.
Mentre la spinta è importante per abbandonare la gravità terrestre, un impulso efficiente permette un uso più ragionevole del carburante, una cosa essenziale quando poi si comincia a viaggiare nello spazio sulle lunghissime distanze.
Il progetto si basa sul fatto che gli atomi di idrogeno più caldi e più leggeri possono permettere all’ipotetico veicolo spaziale di essere molto più efficiente e quindi di andare molto più lontano o di arrivare verso le mete più vicine più efficientemente quindi più velocemente.

Viaggi verso Marte più brevi

“Se rendiamo il propellente più caldo, ha più energia e uscirà dall’ugello più velocemente, il che fornisce più impulso”, spiega ancora Thomas secondo il quale un veicolo spaziale dotato di un motore con un dispositivo BLENDER potrebbe permettere viaggi verso Marte, verso altre destinazioni nel nostro sistema solare, più brevi.
Inoltre, come spiega lo stesso Thomas, con un veicolo spaziale alimentato da un motore a propulsione termica nucleare si potrebbe raggiungere su una traiettoria diretta anche la fascia di Kuiper, un’area periferica del sistema solare che si estende fino a 50 volte la distanza del Sole dalla Terra.

Sfide da superare

Ci sono ancora dei limiti tecnici da superare e tra questi c’è quello relativo al materiale che bisogna utilizzare per le pareti porose del cilindro, quelle che devono entrare in contatto diretto con l’uranio fuso.
In realtà, spiega Thomas, la fisica dietro il funzionamento di questo dispositivo è compresa ma ci sono sfide ingegneristiche che non hanno permesso di trasformare la teoria in pratica. Con i miglioramenti tecnologici odierni, però, le speranze di montare il prototipo di un motore nucleare a bolle su un vero veicolo spaziale diventano sempre più forti.

Note e approfondimenti

  1. UAH – Engineering – News – ‘Bubble-through’ nuclear engine might be a future NASA workhorse

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