Spazio e Scienze

NASA testa un reattore nucleare per le colonie su Marte

Da tempo l'uomo sogna di costruire colonie su Marte, sulla Luna o su qualsiasi altro corpo celeste del Sistema Solare. Possiamo cercare di immaginare come sarebbe vivere in uno di questi ambienti partendo dalle condizioni climatiche, dalla struttura geologica o dalla gravità, come abbiamo fatto nella divertente serie "Come sarebbe vivere" di cui trovate tutti gli articoli a questo link.

La prima domanda da porsi però non è se farebbe troppo freddo o troppo caldo, ma come fare ad erogare energia all'insediamento? Se ci pensate è un requisito indispensabile perché è necessaria non solo per "accendere la luce", ma per creare un ambiente abitabile con aria respirabile, per poter tornare sulla Terra, per far funzionare tutti gli strumenti di cui ci sarebbe bisogno.  

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Appurato che portare combustibile dalla Terra (anche solo per il viaggio di ritorno) sarebbe troppo costoso, pare ovvio che si debba sviluppare una fonte di energia che si possa trasportare nello Spazio e attivare dove s'intende stabilire la colonia. Lo sa bene Patrick McClure, a capo del progetto Kilopower presso il Los Alamos National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, che insieme a David Poston (capo progettista di reattori a Los Alamos) si sta occupando della questione. Hanno fatto il punto delle loro ricerche con nostri colleghi di Space.com.

In buona sostanza l'idea è quella di usare un piccolo reattore nucleare, Kilopower appunto, progettato in collaborazione con la NASA. Il punto di forza di questa soluzione è la sua semplicità: è costituito da poche parti mobili, e per alimentare il motore Stirling sfrutta una tecnologia a heat-pipe sviluppata a Los Alamos nel lontano 1963.

Il funzionamento è semplice: in un tubo sigillato circola un fluido attorno al reattore che raccoglie il calore prodotto e lo porta al motore Stirling. Lì l'energia termica pressurizza un gas che aziona un pistone accoppiato a un motore che genera elettricità. Si ottiene così un'alimentazione elettrica semplice e affidabile che può essere adattata ad applicazioni spaziali quali per esempio le missioni di esplorazione umana o quelle di esplorazione robotica attorno a corpi planetari come le lune di Giove e Saturno.

Si possono costruire reattori Kilopower da 1 kilowatt (più o meno quello che serve per alimentare un tostapane domestico) a 10 kW. Per gestire efficacemente un habitat su Marte sarebbero necessari circa 40 kW, per questo la NASA ipotizza di inviarne quattro o cinque sul Pianeta Rosso.

Perché si è presa in considerazione l'energia nucleare? Perché rispetto ad altre fonti di energia i dispositivi che la generano occupano meno spazio, hanno un peso inferiore e non dipendono dalla stagionalità. La produzione di energia solare, per esempio, prescinde da una costante esposizione dalla luce solare che su Marte non è possibile. Inoltre occorrono pannelli solari e batterie che sono estremamente pesanti da trasportare.

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Crediti: NASA Glenn Research Center

Gli esperimenti per testare Kilopower (o meglio KRUSTY, che sta per Kilopower Reactor Using Stirling Technology) sono iniziati alla fine dell'anno scorso presso il Nevada National Security Site (NNSS) e questa primavera si concluderanno con il test di volo.

È da precisare che il lavoro su questa tecnologia non è nuovo, perché KRUSTY si basa su un esperimento condotto nel 2012 da un gruppo di lavoro di Los Alamos, NNSS e Glenn, che per la prima volta dimostrò l'utilizzo di un heat-pipe per raffreddare un piccolo reattore nucleare e alimentare un motore Stirling.

Ricordiamo inoltre che l'energia nucleare è già impiegata, per esempio, per alimentare i rover in esplorazione su Marte: Curiosity  è alimentato da un generatore a radioisotopi che produce energia elettrica tramite il decadimento radioattivo del plutonio-238.

 


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