Sistemi di conversione dell’energia nucleare in propulsori elettrici per missioni spaziali

L’esplorazione spaziale odierna richiede tecnologie sempre più avanzate al fine di superare i limiti che lo stato d’arte attuale impone. Una possibile soluzione ricade nell’utilizzo di energia nucleare al fine di alimentare propulsori elettrici. Tali propulsori, suddivisi in elettrotermici, elettrostatici ed elettromagnetici, sfruttano meccanismi differenti per generare spinta. Al netto di vantaggi e svantaggi di ciascuna tipologia, la limitazione al loro utilizzo è sicuramente la potenza elettrica necessaria. Ampliare gli orizzonti dell’esplorazione spaziale richiede generazione di potenza elettrica per elevati periodi di tempo, necessità soddisfatta da sistemi di generazione a base nucleare. Tali sistemi, basati su decadimento radioattivo o fissione nucleare, risultano estremamente caratterizzanti dal punto di vista della missione da eseguire, in quanto, utilizzando componentistica e meccanismi di funzionamento differenti, presentano aspetti favorevoli e non alle diverse applicazioni di missione. In particolare, si conoscono allo stato d’arte generatori basati su ciclo di Brayton o sul funzionamento di un motore Stirling, caratterizzati da ingombri, efficienze ed affidabilità differenti, fattori che fanno propendere la scelta di uno o dell’altro in base all’utilizzo. Alla luce di ciò, risulta di estrema importanza l’ottimizzazione finale del sistema di generazione nucleare unito al sistema propulsivo, al fine di soddisfare ogni necessità imposta dalla missione, rispettando però le normative di sicurezza vigenti. In futuro, sviluppo e perfezionamento di tali tecnologie, consentiranno viaggi spaziali volti al raggiungimento di obiettivi oggi ancora solo teorici.