Viaggiare verso Marte richiede tempo: in media, circa nove mesi per raggiungerlo e altrettanti per tornare. A questo si aggiunge un periodo di attesa di diverse settimane, se non mesi, per l’allineamento orbitale e l’atterraggio. La durata del viaggio non dipende soltanto dalla distanza tra punto di partenza e d’arrivo, ma anche dal fatto che Terra e Marte continuano a muoversi, anche mentre l’astronave è in volo. Per questo esistono delle finestre di lancio, ovvero degli intervalli di tempo in cui i pianeti si trovano alla minima distanza, permettendo di ridurre al massimo i tempi di percorrenza.
Ci sono però tecnologie che potrebbero accorciare i tempi complessivi, consentendo a un equipaggio di completare l’intero viaggio di andata e ritorno in circa due anni.
Una delle soluzioni più promettenti che la Nasa sta esplorando è la propulsione elettrica nucleare. Questo sistema utilizza un reattore nucleare per generare elettricità, ionizzare – o caricare positivamente – e accelerare elettricamente propellenti gassosi, generando la spinta necessaria a far muovere una navicella spaziale.
Per avvicinare questa tecnologia alla realtà, i ricercatori del Langley Research Center della Nasa a Hampton, Virginia, stanno lavorando a Marvl (Modular Assembled Radiators for Nuclear Electric Propulsion Vehicles). Questo progetto si concentra su uno degli elementi più critici della propulsione elettrica nucleare: il sistema di dissipazione del calore. L’obiettivo è suddividerlo in componenti più piccoli, che possano essere assemblati in modo autonomo e robotico direttamente nello spazio, eliminando la necessità di adattare l’intero sistema in un unico carico utile di un razzo.
Questo approccio supera un’importante limitazione progettuale: una volta dispiegato, l’intero sistema di radiatori, avrebbe una dimensione paragonabile a un campo da calcio. In passato, si cercava di comprimere questa struttura sotto la carenatura di un razzo, la punta che copre e protegge il carico utile, ma ciò richiedeva soluzioni complesse e poco efficienti.
Con la tecnologia Marvl, i componenti saranno quindi inviati separatamente e assemblati in orbita. Una volta nello spazio, i robot collegherebbero i pannelli radiatori, attraverso i quali scorrerebbe un liquido metallico refrigerante, come una lega di sodio-potassio, per dissipare il calore generato dal sistema.
A due anni dall’assegnazione, il team spera di portare il design Marvl a una dimostrazione su piccola scala a terra, contribuendo allo sviluppo di tecnologie per operazioni intorno alla Luna, esplorazioni vicine alla Terra, missioni nello spazio profondo e future spedizioni umane, utilizzando sia la propulsione elettrica nucleare che quella termica nucleare.
In apertura: rappresentazione artistica del sistema completamente assemblato. Crediti: Nasa