AvanTIIl nuovo motore nucleare a bolle della NASA

Gli scienziati dell’Università dell’Alabama ad Huntsville (UAH), con la collaborazione di diversi altri istituti di ricerca degli Stati Uniti, stanno portando avanti un programma per conto della NASA riguardante la realizzazione di un dispositivo denominato BLENDER (Bubbling Liquid Experiment Navigating Driven Extreme Rotation). Si tratta del progetto di un motore a razzo a propulsione termica nucleare che potrebbe spingere i futuri veicoli spaziali.

Il motore a propulsione termica nucleare funziona riscaldando il propellente gassoso (l’idrogeno) a temperature altissime ma senza che avvenga una combustione. Ad un certo livello di temperatura, l’idrogeno inizia a gorgogliare e proprio per questo il dispositivo viene denominato anche “motore a bolle”. Attraverso un particolare cilindro, l’idrogeno entra poi in contatto con un nucleo di uranio liquido rotante, e questo fa si che si abbia un’espansione rapida del gas. Quest’ultimo, fuoriuscendo da un ugello, genera la spinta.

Rispetto ai motori a combustibile liquido che di solito bruciano ossigeno e idrogeno, questo nuovo progetto produce “prestazioni significativamente più elevate”. La differenza di prestazioni si deve al tipo di combustione, secondo quanto spiegato da Dale Thomas, uno degli scienziati a capo del progetto. Nei motori a combustibile liquido tradizionali, infatti, le molecole d'idrogeno e ossigeno sono più pesanti e non riescono a fuoriuscire dall’ugello molto velocemente. I motori tradizionali forniscono comunque una spinta importante, ma con un impulso molto minore.

In effetti, mentre la spinta è significativa per abbandonare la gravità terrestre, un impulso efficiente permette un uso più ragionevole del carburante, elemento fondamentale quando si comincia a viaggiare nello spazio sulle lunghe distanze. Il progetto dei ricercatori dell’UAH, in particolare, si basa sul fatto che gli atomi d'idrogeno più caldi e più leggeri possono permettere a un eventuale veicolo spaziale di essere molto più efficiente e, quindi, di andare molto più lontano oppure di raggiungere mete più vicine in modo più efficace e veloce.

“Se rendiamo il propellente più caldo, ha più energia e uscirà dall’ugello più velocemente, il che fornisce più impulso”, ha dichiarato Thomas. Secondo lo scienziato, un veicolo spaziale dotato di un motore con un dispositivo BLENDER potrebbe consentire viaggi verso Marte e verso altre destinazioni del Sistema Solare in tempi molto più brevi. Inoltre, con un veicolo spaziale alimentato da un motore a propulsione termica nucleare si potrebbe raggiungere su una traiettoria diretta anche la fascia di Kuiper, un’area periferica del Sistema Solare che si estende fino a 50 volte la distanza del Sole dalla Terra.

Ci sono ancora dei limiti tecnici da superare per realizzare l’innovativo progetto. Coma ha spiegato Thomas, infatti, i principi fisici dietro il funzionamento di questo dispositivo sono stati compresi ma ci sono sfide ingegneristiche che non hanno ancora permesso di trasformare la teoria in pratica. Tuttavia, con i miglioramenti tecnologici odierni, le speranze di montare il prototipo di un motore nucleare a bolle su un vero veicolo spaziale diventano sempre più concrete.