Immagine principale: Concetto dell'artista del nuovo sistema di energia di fissione sulla superficie lunare. Credito: NASA

Tutti parlano della luna. Saranno 50 anni questo Natale da quando Apollo 8 è volato sulla Luna - con l'equipaggio che ha scattato le famose foto di Earthrise - e siamo vicini al 50 ° anniversario del primo sbarco sulla luna e del moonwalk di Apollo 11 per Neil Armstrong e Buzz Aldrin.

Possiamo andare indietro? Dovremmo tornare indietro? La NASA sa che probabilmente dovremo tornare indietro, se non altro per usare la Luna come trampolino di lancio fuori terra per consentire missioni di esplorazione del sistema solare più profonde, quindi abbiamo passato anni a cercare di creare un reattore nucleare che possa essere utilizzato lì.

Ora potrebbe averlo incrinato con il Kilopower compatto, mobile e super-duro, che potrebbe consentire missioni nello spazio profondo e avamposti umani su pianeti e lune nel sistema solare, come su Marte o sulla luna di Saturno Titano.

Cos'è Kilopower?

Kilopower è un reattore leggero e mobile per la fissione nucleare sviluppato dalla NASA e dalla NNSA (National Nuclear Security Administration) del Dipartimento per l'energia degli Stati Uniti. Funziona dividendo gli atomi nel suo nucleo di reattore all'uranio-235 per generare energia come calore che viene convertito in elettricità dai suoi motori Stirling ad alta efficienza. Può pompare continuamente 10 kilowatt di energia elettrica per almeno 10 anni, più del doppio di quanto la NASA ritenga necessaria per gestire un avamposto sulla Luna o su Marte.

Sono passati quasi 50 anni da quando l'iconica foto di Earthrise è stata scattata da Frank Borman di Apollo 8. Credito: NASA

(Immagine: © Nasa)

“Un'energia sicura, efficiente e abbondante sarà la chiave per la futura esplorazione robotica e umana,” dice Jim Reuter, amministratore associato attivo della NASA per la Direzione della tecnologia spaziale (STMD) a Washington. “Mi aspetto che il progetto Kilopower sia una parte essenziale delle architetture di potenza lunare e di Marte mentre si evolvono.”

La tecnologia è stata dimostrata con successo tra novembre 2017 e marzo 2018 come parte dell'esperimento Kilopower Reactor Using Stirling Technology (KRUSTY) della NASA.

Come è stato testato Kilopower?

Kilopower è necessario perché le notti lunari durano per 14 giorni terrestri. Credito: NASA

(Immagine: © Nasa)

Se hai intenzione di portare i reattori nucleari nello spazio sulle missioni con equipaggio sulla Luna, su Marte e oltre, è meglio che tu stia bene. Questo è quello che ha reso sicuro il test KRUSTY.

“Abbiamo buttato tutto ciò che potevamo in questo reattore, in termini di scenari operativi nominali e fuori dalla normale, e KRUSTY è passato a pieni voti,” ha dichiarato David Poston, il capo progettista di reattori del Los Alamos National Laboratory della NNSA.

L'esperimento comprendeva la riduzione di potenza simulata, i motori guasti e tubi di calore guasti, e culminò con un test a piena potenza di 28 ore che simulava una missione. Si prevede di essere utilizzato per la prima volta in una missione spaziale nel 2020.

Perché abbiamo bisogno dell'energia nucleare sulla luna?

Prima di dire qualcosa come "non dovremmo inquinare lo spazio con le scorie nucleari", sappi che quasi ogni singola missione spaziale di cui hai mai sentito parlare ha usato generatori termoelettrici di radioisotopi, che hanno come fonte di energia il plutonio 238. Questo è vero per tutto, da Apollo e Voyager a New Horizons e Cassini.

Montaggio Kilopower nel Nevada National Security Site nel marzo di quest'anno. Credito: NNSS

(Immagine: © NNSS)

Inoltre, le notti della luna sono lunghe. Se hai mai guardato la luna, saprai che ci mostra sempre la stessa parte. Un'orbita completa della Terra impiega 27 giorni, durante i quali ruota una volta, quindi è effettivamente un giorno lunare. Il risultato è che la notte in qualsiasi luogo sulla Luna dura per due settimane.

“Kilopower ci dà la possibilità di fare missioni molto più potenti e di esplorare i crateri ombreggiati della Luna,” ha dichiarato Marc Gibson, capo ingegnere di Kilopower al Glenn Research Center di Cleveland. “Quando iniziamo a inviare astronauti per lunghi soggiorni sulla Luna e su altri pianeti, questo richiederà una nuova classe di potere che non abbiamo mai avuto bisogno prima.”

Non possiamo usare l'energia solare sulla luna?

Un'immagine concettuale del Luna Ring di Shimizu. Credito: Shimizu

(Immagine: © Shimizu)

Anche se le notti sulla Luna durano due settimane, in teoria c'è un modo estremamente efficiente per produrre energia solare. L'azienda giapponese Shimizu ha un concetto per costruire una massiccia cintura di pannelli solari larga pochi chilometri attorno all'intero equatore lunare lungo 11.000 chilometri. Si ritiene che metà di questa "cintura solare" sarebbe sempre sotto il sole, e dato che la luna non ha un'atmosfera, quindi non è mai nuvoloso, la generazione di energia solare sarebbe teoricamente cinque volte più efficiente di quella sulla Terra.

La NASA sta andando sulla Luna o no?

È un nuovo impegno, un nuovo impegno che continua a cambiare con ogni nuovo presidente degli Stati Uniti. La direttiva sulla politica spaziale dell'amministrazione Trump 1 propone missioni robotiche sulla superficie lunare prima delle missioni con equipaggio, nonché una piattaforma orbitale lunare - Gateway per aiutare gli astronauti in missioni oltre la luna, andando su Marte o sugli asteroidi. La NASA sta chiedendo alle compagnie private di sviluppare nuove tecnologie per consegnare i carichi utili alla Luna.

Cos'è il gateway della piattaforma orbitale lunare?

La piattaforma orbitale Lunar-Gateway sarà come una stazione spaziale internazionale per la luna. Credito: NASA

(Immagine: © Nasa)

Il proposto Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) sarà una stazione spaziale orbitante non sulla Terra, ma sulla Luna. La NASA lo considera un "punto di partenza" per le missioni con equipaggio sia sulla Luna che su Marte, anche se alcuni pensano che sia uno spreco di soldi.

“Richiede essenzialmente la costruzione di un'altra stazione spaziale orbitale, un'abilità che i miei colleghi e io abbiamo già dimostrato sulla Stazione Spaziale Internazionale,” ha detto l'ex astronauta della NASA e pilota dello space shuttle Terry Virts in occasione di una riunione del Consiglio Nazionale dello Spazio a giugno. “Il Gateway ci rallenterà, togliendo tempo e preziosi dollari dall'obiettivo di tornare sulla superficie lunare e infine volare su Marte.”

LOP-G è destinato al lancio nel 2022, con l'aggiunta di moduli abitativi nel 2023. Il razzo spaziale e il veicolo spaziale Orion della NASA dovrebbero essere pronti per allora.

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