Spazio e Scienze

Propulsione solare elettrica alla conquista dello Spazio

Aerojet Rocketdyne ha completato con successo il primo test di integrazione dei sistemi nell'ambito del programma Advanced Electric Propulsion System (AEPS) della NASA, la propulsione solare-elettrica che dovrebbe cambiare le prospettive di esplorazione dello Spazio profondo.

Per chi non ricordasse, la NASA nel 2015 decise che era necessario dimezzare i tempi di percorrenza dei viaggi verso Marte; per perseguire l'obiettivo sottoscrisse un contratto da 67 milioni di dollari della durata di tre anni con Aerojet Rocketdyne per sviluppare un avanzato sistema di propulsione solare-elettrico, noto anche come Solar Electric Propulsion (SEP).

Propulsore a effetto Hall da 13 kilowatt del Glenn Research Center della NASA
Propulsore a effetto Hall da 13 kilowatt al Glenn Research Center della NASA

Proprio come i propulsori a effetto Hall, il SEP si basa su un campo elettrico per ionizzare e accelerare un propellente (nella maggior parte dei casi un gas nobile, come lo xeno). Nel caso del SEP l'elettricità necessaria viene generata da celle fotovoltaiche. Un vantaggio immediato di questo tipo di sistema è che può offrire una spinta paragonabile a un sistema a propulsione chimica,  consumando molto meno propellente. Per intenderci, usando un propulsore SEP da 10 kW e 425 Kg di propellente allo xeno la sonda NASA Dawn ha raggiunto una velocità massima di 41.260 km.

Aerojet Rocketdyne deve sviluppare inizialmente un motore da 13-kilowatt. Di recente l'azienda ha comunicato di avere condotto un test focalizzato sulla Discharge Supply Unit (DSU) e sulla Power Processing Unit (PPU), dimostrando la capacità del sistema di ottenere un livello di efficienza elevato. I test si sono tenuti in una camera termica sotto vuoto presso il Glenn Research Center della NASA.

Illustrazione artistica del Deep Space Gateway in fase di sviluppo da parte di Lockheed Martin  Crediti NASA
Illustrazione artistica del Deep Space Gateway in fase di sviluppo da parte di Lockheed Martin. Crediti: NASA

Eileen Drake, CEO e presidente di Aerojet Rocketdyne, ha commentato il risultato presagendo per l'azienda "un ruolo importante non solo nel ritorno sulla Luna, ma anche nelle future missioni su Marte".

La fase successiva che prende il via ora è quella di finalizzazione e verifica del progetto, per poi arrivare alla Critical Design Review (CDR), da cui dipende l'approvazione per la produzione. Se tutto andrà secondo i piani, la versione da 50 kW di questo sistema sarà operativa giusto in tempo per essere impiegata nel progetto Gateway, l'avamposto lunare che dovrebbe supportare sia le attività di ricerca, sia le operazioni di esplorazione robotica e umana nello Spazio. Per farlo dovrà erogare una propulsione solare-elettrica di 50 kW.

NASA MAVEN
NASA MAVEN

Ricordiamo che Aerojet Rocketdyne è anche responsabile dei sistemi di propulsione che alimentano la missione NASA MAVEN (Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN), quella OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer ) e la Parker Solar Probe lanciata di recente verso il Sole.


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