Spazio: un micro-reattore nucleare per alimentare i satelliti del futuro

Il sogno di un’infrastruttura stabile nello spazio profondo, magari una base lunare o una missione umana su Marte, si scontra da sempre con un limite fisico insormontabile: l’energia. Lontano dal Sole, i pannelli solari diventano progressivamente meno efficienti, rendendo necessarie fonti di energia più dense e costanti. Una soluzione, quasi da fantascienza ma in realtà tecnologicamente matura, sta per essere testata: il nucleare.

La texana Space Ocean Corporation, specializzata in logistica orbitale, ha firmato una lettera d’intenti (LOI) con la Space Nuclear Power Corporation (nota anche come SpaceNukes) per testare un micro-reattore nucleare a bordo di un proprio satellite. Non si tratta di un accordo vincolante, ma di un passo strategico che delinea una collaborazione per lo sviluppo di reattori, logistica dei fluidi e infrastrutture nello spazio.

L’obiettivo è integrare un reattore nucleare da 10 kWe​ (kilowatt elettrici) di SpaceNukes sul satellite ALV-N di Space Ocean. Se il test avrà successo, SpaceNukes potrebbe diventare il fornitore principale di energia per le future missioni della compagnia, focalizzate sulle operazioni lunari e planetarie.

Come ha affermato Paul S. Mamakos, CEO di Space Ocean Corp, “l’energia è della massima importanza, specialmente nelle parti più profonde dello spazio”. La sua azienda, che ambisce a diventare una sorta di “stazione di servizio” orbitale per rifornire i satelliti di propellente, vede in questa tecnologia la chiave per abilitare missioni a lungo termine.

Un reattore derivato dallaNASA

La parte più interessante è che non si tratta di una tecnologia da inventare da zero. I reattori di prima generazione di SpaceNukes sono, a detta loro, identici al prototipo KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology), sviluppato dal Los Alamos National Laboratory (LANL) per conto della NASA.

Il progetto KRUSTY, avviato nel 2015, ha già superato i test a terra, dimostrando di poter operare a una potenza termica di oltre 4 kWt​ a una temperatura di $800°C$. Grazie a questa eredità, SpaceNukes sostiene che i suoi reattori non necessitano di ulteriori test di sviluppo.

Ecco le caratteristiche principali del reattore da 10 kWe​:

• Tecnologia: Fissione nucleare con motore Stirling per la conversione in elettricità.
• Combustibile: Uranio altamente arricchito (HEU).
• Peso: Circa $1.300\text{ kg}$ (nucleo incluso).
• Dimensioni: Sufficientemente compatto da poter essere integrato in diverse missioni spaziali.
• Durata Operativa: Progettato per funzionare per decenni senza necessità di comandi o manutenzione.

Concetto di microreattore nucleare (Rolls Royce)

La Visione: Un’Economia Cislunare

La prima missione dimostrativa di Space Ocean è prevista per il 2027. L’obiettivo a lungo termine è ambizioso: creare un sistema di rifornimento per satelliti fino a 5.000 kg, sincronizzandosi con la loro orbita per minimizzare le interruzioni operative. Questo allungherebbe la vita utile dei satelliti, riducendo la frequenza e i costi dei lanci.

“La visione di Space Ocean si allinea con la nostra convinzione che l’energia nucleare piccola, scalabile ed estremamente affidabile sia essenziale per le missioni di lunga durata”, ha dichiarato Andrew Phelps, CEO di Space Nuclear Power Corporation. “Insieme, stiamo gettando le basi per un futuro in cui i veicoli spaziali potranno generare, gestire e distribuire energia ben oltre l’orbita terrestre”.

Questa collaborazione non è solo un esperimento tecnologico, ma il primo tassello per un’infrastruttura che potrebbe sostenere una vera e propria economia spaziale, dalla Luna a Marte. Un piccolo passo per due aziende, ma potenzialmente un grande balzo per l’esplorazione del Sistema Solare.

Il concetto di micro reattore nucleare Krusti

Domande e Risposte

1) È sicuro lanciare e utilizzare un reattore nucleare nello spazio?

La sicurezza è la preoccupazione principale. Questi micro-reattori sono progettati con molteplici livelli di sicurezza. Innanzitutto, il reattore non è “attivo” durante il lancio e l’ascesa in orbita; la reazione a catena viene innescata solo una volta raggiunta un’orbita stabile e sicura, eliminando il rischio di contaminazione in caso di fallimento del lancio. Inoltre, utilizzano un nucleo di uranio solido, molto più stabile e meno prono a incidenti rispetto ai reattori del passato. La tecnologia si basa su decenni di ricerca e sui rigidi protocolli di sicurezza sviluppati dalla NASA per missioni simili.

2) Perché non si possono semplicemente usare pannelli solari più grandi ed efficienti?

I pannelli solari sono eccellenti in orbita terrestre, ma la loro efficacia diminuisce con il quadrato della distanza dal Sole. In orbite lontane come quelle di Giove o Saturno, diventano quasi inutili. Anche sulla Luna o su Marte presentano dei limiti: le notti lunari durano 14 giorni terrestri e le tempeste di sabbia marziane possono oscurare il Sole per settimane. Un reattore nucleare, invece, fornisce una potenza costante, affidabile e prevedibile, indipendentemente dalla posizione, dall’orientamento del veicolo spaziale o dalle condizioni ambientali, rendendolo ideale per basi permanenti e missioni nello spazio profondo.

3) Quali sono le implicazioni economiche e strategiche di questa tecnologia?

Le implicazioni sono enormi. Disporre di una fonte di energia potente e duratura nello spazio abilita un’intera nuova classe di missioni: estrazione mineraria da asteroidi, basi permanenti sulla Luna, propulsione nucleare-elettrica per viaggi interplanetari più veloci e un’infrastruttura di comunicazione e logistica molto più robusta. Per una nazione o un blocco di nazioni, padroneggiare questa tecnologia significa garantirsi un vantaggio strategico decisivo nella futura “corsa allo spazio”, che non è più solo esplorativa ma eminentemente economica e commerciale. Chi controlla l’energia e la logistica, controlla l’accesso allo spazio.