Il nucleare nello spazio: propulsione di ieri e domani

Per vedere il video sul Project Orion sul canale "La Bilblioteca di Alessandria":    • 1523- Bombe atomiche nello spazio : il Pro...   Note al video: 1. L'efficienza è espressa in Isp (Impulso specifico), misurata in secondi. In pratica, ci dice quanto impulso si ottiene da una certa massa di propellente. Ma ciò non coincide automaticamente con la spinta. La spinta dipende anche da quanta massa viene espulsa ogni secondo: un motore chimico espelle grandi quantità di gas in poco tempo; ha quindi molta spinta, anche se il suo Isp è relativamente basso. Un propulsore elettrico, invece, può espellere pochissima massa a velocità molto elevate, quindi ha un Isp altissimo, ma una spinta molto bassa. Il delta-v, invece, indica la variazione complessiva di velocità che un veicolo può ottenere, o che una missione richiede. Non è la velocità assoluta del veicolo, ma il “budget” di manovra: accelerare, rallentare, cambiare orbita, correggere la traiettoria, inserirsi in orbita o ripartire. A parità di massa del veicolo e di propellente disponibile, un Isp più alto permette un delta-v potenziale maggiore, perché ogni chilogrammo di propellente produce più effetto utile. Se parliamo di variazioni di velocità, potenzialmente i sistemi NEP sono i migliori, seguiti dal termico nucleare e chimico, ma in termini di spinta istantanea la scala cambia: chimico e NTP sono sistemi ad alta spinta, mentre il NEP ha spinta bassa e lavora accumulando tante piccole variazioni di velocità nel tempo (e non essendoci atmosfera nello spazio, significa accumulare nel tempo un'enorme velocità potenziale) 2. Sul programma DRACO vs. SpaceX: il vantaggio dell’NTP sta nel permettere di usare meno propellente per manovre e trasferimenti cislunari o interplanetari. Offre una spinta elevata e un'efficienza maggiore rispetto ai motori chimici tradizionali. Sicuramente questi investimenti si spiegano nel momento in cui portare massa e propellente nello spazio costa tantissimo; la massimizzazione dell'efficienza è preziosa. Ma se l’accesso all’orbita diventa molto più economico, grazie a lanciatori riutilizzabili e a una logistica più industrializzata, allora bisogna chiedersi se valga davvero la pena sviluppare, testare e certificare un costosissimo motore termico nucleare solo per risparmiare propellente (l'NTP è molto più complesso). Il parametro della sola efficienza nell'utilizzo del propellente viene messo in discussione di fronte a tutta un'architettura differente che permette di ridurre semplicemente quei costi e aumentare al tempo stesso la massa trasportabile. 3. In questo video ho mantenuto le tecnologie separate, ma nella realtà, diversi studi si concentrano sulla possibilità di creare veicoli ibridi che abbinino il chimico al nucleare, pannelli solari per alimentare alternativamente i propulsori elettrici, ecc. Contenuti: 0:00 Introduzione 3:14 Cosa utilizziamo oggi e concetto di efficienza 4:43 Quando ha senso pensare al nucleare? 5:37 Il motore termico nucleare 8:56 Alle origini degli NTP 12:00 Propulsione Nucleare Elettrica 12:26 SR-1 Freedom 19:08 Possibili applicazioni dei NEP 20:16 Progetti alternativi 21:56 Conclusioni