Celle nucleari grandi come semi: questa sarà l’alimentazione della futura base lunare Artemis

Le celle di combustibile nucleare grandi quanto semi di papavero potrebbero alimentare la base lunare Artemis della NASA una volta che inizierà le operazioni intorno al 2030. Progettate dai ricercatori dell’Institute Nuclear Futures dell’Università di Bangor nel Regno Unito, questa minuscola fonte di energia, chiamata “Trisofuel”, è destinata a funzionare con un microgeneratore nucleare delle dimensioni approssimative di una piccola auto, creato da Rolls Royce. Secondo un servizio della BBC, gli ingegneri intendono iniziare i test completi del nuovo combustibile nei prossimi mesi. In caso di successo, l’utilizzo di Trisofuel potrebbe estendersi anche oltre la superficie della luna.

TRISOFUEL sta per combustibile a particelle ISOtropiche TRi-strutturali. Ogni particella Trisofuel è costituita da un nucleo di combustibile di uranio, carbonio e ossigeno. Il nucleo è incapsulato da tre strati di materiali a base di carbonio e ceramica che impediscono il rilascio di prodotti di fissione radioattivi.

Trisofuel

Le particelle sono incredibilmente piccole (circa le dimensioni di un seme di papavero) e molto robuste. Possono essere fabbricati in pellet cilindrici o sfere delle dimensioni di una palla da biliardo chiamate “ciottoli” per l’uso in reattori raffreddati a gas o a sale fuso ad alta temperatura.

I trisofuel sono strutturalmente più resistenti all’irradiazione neutronica, alla corrosione, all’ossidazione e alle alte temperature (i fattori che influiscono maggiormente sulle prestazioni del combustibile) rispetto ai tradizionali combustibili per reattori.

Il momento per stabilire una presenza umana permanente sulla luna sta rapidamente avvicinandosi, probabilmente nelle vicinanze del polo sud dove gli scienziati sperano di trovare ghiaccio a base d’acqua per sostenere la vita. Il progetto Artemis in corso della NASA sta facendo progressi verso la costruzione della base proposta entro la fine del decennio, più di recente con la sua prima missione riuscita nel novembre 2022. Il mese scorso, l’India ha fatto storia come quarta nazione a far atterrare una sonda sulla luna tramite la sua navicella spaziale Chandrayaan-3, nonché la prima a farlo al polo sud lunare.

Dato il suo piccolo formato e la relativa potenza, una risorsa come Trisofuel potrebbe essere vitale per il successo delle basi lunari. Tuttavia, grazie alla sua portabilità, la nuova cella di combustibile nucleare potrebbe essere facilmente adattata a una serie di altre situazioni, sia qui sulla Terra che oltre. Phylis Makurunje, una ricercatrice coinvolta nei test di Trisofuel, ha spiegato alla BBC che i piccoli pellet di combustibile potrebbero essere utilizzati per alimentare razzi che un giorno porteranno gli esseri umani su Marte. “È molto potente: fornisce una spinta molto alta, la spinta che dà al razzo. Questo è molto importante perché consente ai razzi di raggiungere i pianeti più lontani”, ha spiegato Makurunje.

Trisofuel potrebbe essere così potente da ridurre quasi della metà il tempo necessario per raggiungere il pianeta Rosso, passando da una stima di nove mesi a un periodo compreso tra quattro e sei mesi. “L’energia nucleare è l’unico modo che abbiamo attualmente per fornire energia per quella durata di viaggio nello spazio”, ha dichiarato il professor Simon Middleburgh dell’Università di Bangor in un comunicato stampa. “Il combustibile deve essere estremamente resistente e resistere alle forze del lancio, quindi essere affidabile per molti anni”.

A livello molto più localizzato, i ricercatori ritengono che i microgeneratori alimentati da Trisofuel potrebbero essere impiegati anche nelle zone colpite da disastri con reti elettriche compromesse.

Avere una fonte di energia affidabile e potente è una cosa, avere strutture per ospitare tali sistemi è un’altra sfida completamente diversa. Naturalmente, i ricercatori stanno attualmente lavorando duramente per ottimizzare le opzioni di costruzione per i design proposti delle basi lunari. I potenziali materiali da costruzione potrebbero persino essere estratti direttamente dalla luna stessa, utilizzando il regolite lunare per rinforzare mattoni stampati in 3D per comporre le strutture della base.