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NASA NEXT, il propulsore ionico per lunghe missioni spaziali

La prossima generazione di propulsori ionici per le future missioni nello spazio dà i primi incoraggianti risultati. La NASA ha annunciato di aver realizzato un propulsore ionico da 7 kilowatt, all'interno del progetto denominato NEXT (NASA Evolutionary Xenon Thruster).

"Un propulsore ionico produce bassi livelli di spinta rispetto ai propulsori chimici, ma lo fa con un maggior impulso specifico (o una maggiore velocità di scarico), il che significa che un propulsore ionico offre un'efficienza nei consumi di carburante 10-12 volte maggiore rispetto un propulsore chimico", si legge sul sito dell'ente spaziale statunitense.

Propulsore ionico – Fonte: NASA

Quindi maggiore è l'impulso specifico del razzo, più lontano può spingersi la navicella con una data quantità di carburante. "Dato che un propulsore ionico produce bassi livelli di spinta rispetto a una soluzione chimica, ha bisogno di operare per oltre 10.000 ore in modo da accelerare lentamente il veicolo spaziale alle velocità necessarie".

Nei test eseguiti il propulsore ionico NEXT ha funzionato per oltre 43.000 ore (circa 5 anni), e gestito oltre 770 chilogrammi di propellente allo xeno (o xenon) – può fornire 30 milioni di "newton-secondi" di impulso totale al veicolo spaziale. "Tali prestazioni permetteranno alle future navicelle di visitare diversi asteroidi, comete, pianeti esterni e le loro lune", sottolinea la NASA.

Diagram di un propulsore ionico elettrostatico – Fonte: Wikipedia

Ma come funziona NEXT? Prova a spiegarlo il sito Extremetech. "Un propulsore ionico spara fuori da un ugello degli ioni con un'elevatissima velocità. […] Lo xenon, un gas nobile, è iniettato in una camera. Un cannone elettronico (pensate al tubo a raggi catodici delle vecchie TV) spara elettroni verso gli atomi di xenon, creando del plasma composto da ioni negativi e positivi. Quelli positivi si diffondono nella parte posteriore della camera, dove un acceleratore a griglia altamente caricato li e li spinge fuori dal motore, creando la spinta. L'energia per alimentare il cannone elettronico può venire da pannelli solari, o da un generatore termoelettrico a radioisotopi (cioè una batteria nucleare)".

Dawn, una sonda della NASA studiare gli asteroidi Vesta (già visitato) e Ceres (vi arriverà nel febbraio 2015) è alimentata della precedente generazione di propulsori ionici NSTAR e ha accelerato da 0 a circa 100 chilometri orari (27 m/s) in quattro giorni. Un veicolo spinto da questo tipo di propulsore può raggiungere i 321 mila chilometri orari. Ora resta da vedere quando la NASA userà il nuovo propulsore in una missione.