Il Razzo a Plasma Pulsato: Rivoluzione nell’Esplorazione Spaziale

Il Razzo a Plasma Pulsato (PPR) della NASA potrebbe ridurre i tempi per missioni su Marte e aprire la porta a viaggi interstellari sfruttando il Sole come telescopio gigante.

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Il propulsore potrebbe potenzialmente portare gli esseri umani su Marte in due mesi. (Howe Industries)

La NASA, come consuetudine, sta esplorando la prossima generazione di propulsori per supportare missioni spaziali sempre più ambiziose. Un’idea attualmente in fase II del programma NASA Innovative Advanced Concept (NIAC) è il Razzo a Plasma Pulsato (PPR). Questo innovativo sistema utilizza un’energia nucleare derivante dalla fissione per provocare rapidamente una trasformazione del carburante da solido a plasma durante un ciclo pulsato, come descritto in un articolo dedicato al sistema.

Il PPR sfrutta un proiettile di Uranio a Bassa Arricchimento (LEU) altamente moderato insieme a un barile di LEU non moderato per generare esplosioni di plasma che generano spinta. Una breve sezione di Uranio ad Alto Arricchimento (HEU) alla base del barile, unita a un innovativo meccanismo di controllo a tamburo, permette una rapida e controllata crescita della popolazione di neutroni per passare allo stato di plasma in una frazione di secondo. Si stima che il sistema possa generare fino a 100.000 N di spinta.

Le eccezionali prestazioni del PPR, che combinano un elevato Isp (Impulso Specifico) con una spinta elevata, potrebbero rivoluzionare l’esplorazione spaziale. Secondo la NASA, il propulsore Howe Industries potrebbe consentire di completare missioni con equipaggio su Marte in soli due mesi. Inoltre, il PPR potrebbe supportare il trasporto di veicoli spaziali più pesanti dotati di schermature contro i Raggi Cosmici Galattici, riducendo l’esposizione dell’equipaggio a livelli trascurabili.

La NASA sottolinea che il PPR potrebbe essere impiegato per missioni ancora più distanti, portando veicoli spaziali nella fascia degli asteroidi e oltre, fino a 550 unità astronomiche (AU), con un AU che rappresenta la distanza tra la Terra e il Sole. Sebbene l’attenzione immediata sia sul suo utilizzo per accelerare missioni più pesanti e con equipaggio su Marte in tempi notevolmente ridotti rispetto ai sistemi di propulsione attuali, la NASA menziona anche il potenziale del propulsore per viaggi interstellari.

In pratica, se riuscissimo a portare attrezzature a 550 AU dal Sole, potremmo sfruttare la nostra stella come un gigantesco telescopio. Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, gli oggetti massicci nell’universo piegano lo spazio-tempo, alterando il percorso della luce. Utilizzando tali oggetti come lenti, potremmo osservare la luce proveniente da regioni al di là di essi.

Il campo gravitazionale del Sole agisce come una lente sferica, amplificando l’intensità della radiazione proveniente da una fonte lontana lungo una linea focale semi-infinita, come descritto da Von Russel Eshleman, il primo a proporre questo concetto. Un veicolo spaziale posizionato su tale linea potrebbe potenzialmente osservare, ascoltare e comunicare su distanze interstellari, utilizzando strumentazioni simili a quelle attualmente impiegate per le distanze interplanetarie.

Sebbene ci siano ancora sfide astronomiche da affrontare per una simile missione, come la significativa distorsione introdotta dalla lente gravitazionale e lo spostamento di veicoli spaziali su vaste distanze per osservare gli oggetti di interesse, in teoria sarebbe possibile creare immagini delle superfici effettive di altri mondi.

La regione in cui potremmo sfruttare questa lente gravitazionale per visualizzare distanze remote inizia a circa 550 AU, molto oltre quanto finora raggiunto. Ad esempio, la Voyager I ha raggiunto poco più di 160 AU dal suo lancio nel 1977. Tuttavia, con la prossima generazione di propulsori, questa missione potrebbe diventare più realizzabile, consentendoci di utilizzare il Sole come un telescopio per osservare altri pianeti.

Un diagramma che mostra come la luce possa piegarsi intorno a oggetti massicci.
Come funziona la lente gravitazionale.
NASA, ESA e Goddard Space Flight Center/K. Jackson

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