Testato il primo motore spaziale a plasma pulsato con fusione nucleare

Nel 1964, l’Unione Sovietica lanciò la sua sonda per lo spazio profondo Zond 2 per un atteso avvicinamento a Marte. La missione si rivelò fallimentare quando tutte le comunicazioni furono perse circa sei mesi dopo, ma è ancora ricordata per i propulsori ionici sperimentali che trasportava per il controllo dell’assetto. Si trattava di propulsori PPT A plasma pulsante, unici nel loro genere, che funzionarono anche bene

Zond 2

Ora FireStart vuole riportare in uso gli stessi motori, ma con un extra interessante: una fusione nucleare aneutronica che darà una spinta ulteriore e notevole al motore al plasma.

Motori dal principio conosciuto, con un qualcosa in più

Questi propulsori al plasma pulsato non hanno mai preso piede, ma la loro semplicità e robustezza di progettazione ha attirato di tanto in tanto l’attenzione degli ingegneri e sono stati sperimentati dalla NASA nella sua missione Earth Observing 1 nel 2000. Il problema normalme di questi motori è che il flusso di gas è a velocità altissima, ma la quqntità di gas accelerati è molto bassa

Schema di motore al plasma pulsato

Tutto questo sarebbe una nota a piè di pagina nella storia dell’esplorazione spaziale, se non fosse per un nuovo tocco aggiunto al design dal Laboratorio di Ricerca dell’Aeronautica Militare degli Stati Uniti (AFRL) e dai suoi partner commerciali di Rocketstar. I loro scienziati e ingegneri hanno inserito la cosiddetta fusione nucleare aneutronica, cioè un tipo di fusione nucleare che non libera neutroni.

La fusione nucleare aneutronica è quella, ad esempio, che avviene quando un protone colpisce un nucleo di boro 11 che , con l’aggiunta del protone, diventa carbonio 12, con la liberazione di 8,7 MeV di energia. Questo carbonio è però altamente eccitato e quindi si scinte din tre atomi di elio 4.

Ciò che RocketStar sta facendo con la sua versione della fusione nucleare aneutronica è utilizzare l’acqua come propellente per il suo M1.5 FireStar Drive, che è un propulsore al plasma pulsato potenziato dalla fusione nucleare.  A questa acqua, ad un certo punto , viene aggiunto il boro.

Quando la miscela di acqua e boro viene colpita ecccitata e trasfromata in plasma, le molecole d’acqua si rompono  in ossigeno e idrogeno , cioè protoni. e questi e vengono rilasciati ad alta velocità. Questi protoni entrano in collisione con gli atomi di boro, fondendosi con essi per creare una molecola di carbonio molto instabile, chiamata carbonio-12. Questo si rompe quasi immediatamente in radiazioni alfa, cioè nuclei di elio.

Il risultato è una sorta di effetto post-bruciatore in cui l’energia rilasciata aumenta la spinta della metà e, mescolando il boro con l’acqua, si elimina la necessità di uno schermo di boro metallico. Il FireStar Drive dovrebbe volare nelle missioni del vettore satellitare OTV ION di proprietà di D-Orbit, a luglio e ottobre di quest’anno.

“Siamo entusiasti dei risultati dei nostri test iniziali su un’idea che il nostro team stava esplorando da tempo”, ha dichiarato Chris Craddock, CEO di RocketStar. “Su un tovagliolo durante una conferenza in Florida, ho abbozzato questa idea e l’ho descritta a Wes Faler, il fondatore di Miles Space. È stato molto abile nello sviluppare sia il propulsore di base che il potenziamento della fusione. Abbiamo acquisito Miles Space e Faler è ora il nostro CTO. Ora sono entusiasta di prendere il nostro propulsore già stellare e di renderlo potenziato dalla fusione, con notevoli miglioramenti delle prestazioni.