Governo e industria esplorano i motori spaziali nucleari e solari

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COLORADO SPRINGS, Colorado – Nello spazio si stanno svolgendo sempre più attività commerciali e militari, e il Dipartimento della Difesa e l’industria stanno investendo in tecnologie di propulsione emergenti per spostare i sistemi in orbita più velocemente, più lontano e in modo più efficiente.

Tradizionalmente, i veicoli spaziali hanno utilizzato reazioni chimiche per rilasciare energia e generare spinta. Tuttavia, questo metodo è molto meno efficiente rispetto all’utilizzo della propulsione termica nucleare, ha affermato Lisa May, Senior Manager per la strategia e lo sviluppo aziendale di Lockheed Martin NextGen.

Anche se la propulsione termica nucleare ha la stessa spinta di quella chimica, “è da due a quattro volte più efficiente”, ha detto recentemente May ai giornalisti. Usando l’impulso specifico, o ISP – la misura dell’efficienza di un sistema di propulsione – i prodotti chimici hanno circa 400 secondi di ISP, mentre i nucleari hanno “oltre 700, fino a 900” secondi, “che è ciò di cui la NASA ha parlato per far sì che gli esseri umani Marte”, ha detto.

Nel 2021, la Defense Advanced Research Projects Agency ha selezionato Lockheed Martin come uno dei tre appaltatori principali - insieme a General Atomics e Blue Origin - per la Fase 1 del suo programma Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, o DRACO, per mostrare il potenziale di un missile nucleare sistema di propulsione termica nello spazio, afferma un comunicato della DARPA.

Questo gennaio, la NASA ha annunciato di aver collaborato con la DARPA sul programma DRACO, descrivendo un motore a razzo termico nucleare come “una capacità abilitante per le missioni con equipaggio della NASA su Marte”. L'obiettivo è dimostrare il sistema in orbita nell'anno fiscale 2027, con la Space Force che fornirà il veicolo di lancio per la missione DRACO, afferma una dichiarazione della DARPA.

Il programma sta per entrare nella Fase 2, che "comporterà principalmente la costruzione e il test dei componenti non nucleari del motore" come valvole, pompe, ugello e "un nucleo rappresentativo senza materiali nucleari al suo interno", il programma della DARPA. manager di DRACO, Tabitha Dodson, ha detto durante una tavola rotonda al Simposio sullo spazio della Space Foundation in aprile. Dodson ha affermato che una decisione sulla Fase 2 è “abbastanza vicina”. Tuttavia, al momento della stesura di questo articolo, a metà luglio, non è stato ancora assegnato alcun contratto.

La fase 3 di DRACO "comporterà l'assemblaggio del [razzo termico nucleare] con lo stadio, test ambientali e il lancio nello spazio per condurre esperimenti sul [razzo termico nucleare] e sul suo reattore", ha affermato il sito web della DARPA.

"Non ci sono strutture sulla Terra che potremmo utilizzare per il test di potenza del nostro reattore DRACO... quindi abbiamo sempre fatto come riferimento il nostro test di potenza per il reattore nello spazio", ha detto Dodson. Una volta nello spazio, la DARPA aumenterà “molto gradualmente” il sistema fino alla “piena potenza di spinta”, ha detto.

Per quanto riguarda le applicazioni del sistema da parte del Dipartimento della Difesa, il motore termico nucleare “effettuerà missioni tipicamente riservate ai razzi dello stadio superiore… ma fa quelle missioni meglio”, trasportando carichi utili pesanti “più velocemente [e] più lontano senza bisogno di un super-sollevamento pesante”. primo stadio", ha detto.

"La manovra rapida è un principio fondamentale delle moderne operazioni del Dipartimento della Difesa a terra, in mare e in aria", ha affermato la DARPA. “Tuttavia, le manovre rapide nel dominio spaziale sono state tradizionalmente impegnative perché gli attuali sistemi di propulsione spaziale elettrica e chimica presentano svantaggi rispettivamente in termini di spinta-peso e di efficienza del propellente”.

Il sistema di propulsione termica nucleare di DRACO "ha il potenziale per raggiungere elevati rapporti spinta-peso simili alla propulsione chimica nello spazio e avvicinarsi all'elevata efficienza propellente dei sistemi elettrici", si legge nel comunicato. “Questa combinazione darebbe alla navicella spaziale DRACO una maggiore agilità per implementare il principio fondamentale del DoD di manovra rapida nello spazio cislunare”.

Tuttavia, come la maggior parte della tecnologia nucleare, i sistemi di propulsione spaziale potrebbero incorrere in burocrazia normativa, ha affermato Kirk Shireman, vicepresidente della Lockheed Martin Lunar Exploration Campaign.