Nel corso dei prossimi anni gli USA investiranno ulteriormente nell’energia nucleare, compresi nuovi reattori da portare sulla superficie lunare. Jared Isaacman ne aveva già parlato sia prima che poco dopo la sua conferma come amministratore della NASA, con l’utilizzo dell’energia nucleare che sarà sempre più importante, non solo per la generazione di energia ma anche per la propulsione nello Spazio e in particolare per le missioni nello Spazio profondo, oltre la Luna.
Ora i piani sembrano concretizzarsi e durante l’evento Ignition che tratta del futuro dell’esplorazione umana secondo l’agenzia spaziale statunitense, è stata annunciata la navicella Space Reactor-1 Freedom. Si tratta di un cambio di strategia rispetto a quanto visto in precedenza, infatti solo pochi mesi fa proprio NASA e DARPA avevano annunciato la fine del progetto DRACO per lo sviluppo della propulsione nucleare dedicata alle navicelle spaziali a causa dei tagli al budget.
La navicella Space Reactor-1 Freedom con propulsione nucleare
Secondo quanto riportato, la NASA dovrebbe lanciare la navicella sperimentale Space Reactor-1 Freedom, entro i prossimi anni. Questa prima navicella spaziale interplanetaria avrà una propulsione nucleare e dovrebbe avere come obiettivo quello di raggiungere Marte. Il lancio è attualmente previsto prima della fine del 2028. Le tempistiche indicano un arrivo al sito di lancio a ottobre mentre il lancio è previsto per dicembre. Il reattore sarà acceso dopo circa 48 ore dal decollo mentre per raggiungere il Pianeta Rosso ci vorrà circa un anno.
Come scritto, sarà una soluzione sperimentale che servirà a dimostrare l’utilizzo della propulsione elettrica nucleare nello Spazio profondo. Grazie a questa tecnologia dovrebbero essere superati i limiti della propulsione chimica, migliorando l’efficienza delle missioni (soprattutto quelle dirette lontano dal Sole, verso Giove, per esempio).
La missione di Space Reactor-1 Freedom (chiamata anche SR-1 Freedom) trasporterà su Marte come carico utile tre elicotteri simili a Ingenuity chiamati Skyfall così da proseguire l’esplorazione del Pianeta Rosso riducendo l’impatto sul budget.
Per gestire le operazioni legate a Space Reactor-1 Freedom sarà necessario sviluppare non solo l’hardware ma avere anche aggiornamenti normativi e soluzioni sicure per il lancio (che avverrà sempre con propulsione chimica). Questa missione sarà la base per lo sviluppo futuro di altri modelli commerciali dando nuovo impulso all’industria. Trattandosi di energia nucleare, oltre alla NASA sarà coinvolta anche il Dipartimento dell’Energia (DoE) che attualmente gestisce le centrali nucleari attive nella nazione americana.
La navicella Space Reactor-1 Freedom utilizzerà la propulsione nucleare elettrica dove il reattore nucleare serve a generare energia elettrica che a sua volta viene utilizzata per i propulsori elettrici dove vengono ionizzati degli atomi come quelli di argon o idrogeno. Solitamente questo genere di propulsori utilizzano energia elettrica generata da pannelli solari, ma con la propulsione nucleare si possono utilizzare propulsori più potenti e spingersi molto più lontano dal Sole. Nel caso di SR-1 Freedom i propulsori saranno da 48 kW con la possibilità di riutilizzare il Power & Propulsion Element (PPE) del Lunar Gateway (attualmente messo in pausa anche se probabilmente sarà completamente cancellato, in accordo con i partner internazionali).
Il reattore nucleare dovrebbe fornire oltre 20 kWe grazie all’utilizzo di HALEU UO₂ ossia uranio arricchito fino al 20%. Per proteggere il reattore da impatti sarà presente uno scudo in carburo di boro. Il design mostrato non è definitivo, ma è simile ad altri prototipi mostrati in precedenza (ma mai realizzati).
Come dichiarato in altre occasioni, l’energia nucleare tornerà al centro dell’esplorazione spaziale. Oltre alla navicella Space Reactor-1 Freedom sarà sviluppato il Lunar Reactor-1 (LR-1) che dovrebbe essere disponibile a partire dal 2030 per alimentare gli insediamenti umani. Come in altre occasioni l’agenzia richiederà l’aiuto dell’industria per abbattere i costi e incrementare la velocità di completamento del progetto.
Essendo un progetto sperimentale e con molte incognite il carico utile non poteva essere particolarmente costoso. Per questo è stato annunciato anche il progetto Skyfall con la produzione di diversi droni simili a Ingenuity permettendo di sfruttare il know-how acquisito e il basso costo dei componenti (COTS).
I droni marziani saranno rilasciati a mezz’aria dopo che la capsula che li protegge dall’ingresso in atmosfera si sarà aperta. Queste unità permetteranno di mappare la superficie di Marte in maniera rapida ed economica mentre gli ingegneri acquisiranno i dati del funzionamento di Space Reactor-1 Freedom.