Prime centrali nucleari per gli insediamenti sulla Luna e su Marte

Moduli abitativi su Marte. Crediti: Università di Cagliari, Asi, Crs4

La prima centrale nucleare per la produzione di energia elettrica per le basi  sulla Luna, su Marte e su altri pianeti potrebbe sembrare uscita da un film di fantascienza, secondo un responsabile del progetto che ha parlato oggi al 242esimo National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS).

James E. Werner ha detto infatti che l’innovativa tecnologia per la fissione nello spazio è molto diversa dalle  familiari centrali nucleari, che si espandono su enormi tratti di terra e hanno grandi strutture come le torri di raffreddamento.

“Nessuno direbbe  mai a vederlo che  il sistema di  fissione per lo spazio sia un reattore nucleare”, ha detto Werner. “Il reattore stesso potrebbe essere di circa mezzo metro di larghezza per 2 metri e mezzo di altezza, circa le dimensioni di una valigia. Non ci sono torri di raffreddamento. Il sistema di fissione è  compatto, affidabile,  sicuro e può essere fondamentale per la creazione di avamposti o habitat su altri pianeti. La potenza della tecnologia della fissione può essere applicata sulla Luna, su Marte, o dovunque la NASA preveda la necessità di una potenza costante. ”

Si prevede che la squadra costruirà una unità di dimostrazione tecnologica nel 2012. Si tratta di un progetto di collaborazione tra la National Aeronautics and Space Administration (NASA) e il Dipartimento dell’Energia USA (DOE).Werner conduce il DOE dell’Idaho National Laboratory che è impegnato  nella partecipazione al progetto del reattore e al team di modellazione, allo sviluppo e alla fabbricazione del combustibile e allo sviluppo di una piccola pompa elettrica per il sistema di raffreddamento del metallo liquido.

La luce solare e i pannelli solari sono stati i pilastri per la generazione di energia elettrica per le missioni spaziali in passato, ma gli ingegneri si sono resi conto che l’energia solare ha dei limiti. I pannelli solari fanno un grande lavoro fornendo energia elettrica in orbita vicino alla Terra e per i satelliti, ma il nucleare offre alcune funzionalità esclusive in grado di supportare gli avamposti presidiati su altri pianeti o lune.

“La maggiore differenza tra energia solare e reattori nucleari  è che i reattori nucleari sono in grado di produrre energia in qualsiasi ambiente,” ha spiegato Werner. “Il potere della tecnologia di fissione non si basa sul Sole, il che rende in grado di produrre grandi quantità  di energia costante durante la notte o in condizioni difficili come quelle che si trovano sulla Luna o su Marte. Un sistema per la fissione sulla Luna potrebbe generare 40 kilowatt o più di energia elettrica, circa la stessa quantità di energia necessaria per alimentare otto case sulla Terra “. Inoltre, ha detto, un sistema di potere di fissione potrebbe funzionare in una varietà di luoghi come in crateri, canyon e grotte.

“Il punto principale è che l’energia nucleare è in grado di fornire un ambiente ricco di energia per gli astronauti o per le attrezzature scientifiche dovunque nel nostro sistema solare e che questa tecnologia è matura, conveniente e sicura da usare”, ha detto Werner.

I sistemi di alimentazione della fissione contano sull’energia prodotta dalla fissione nucleare. La fissione nucleare opera sugli atomi di uranio suddividendoli per generare calore che viene poi convertito in energia elettrica. I componenti principali di un sistema di fissione sono simili a quelli trovati nei reattori commerciali attualmente in uso.

Werner ha aggiunto però che, nonostante le somiglianze nei componenti, i sistemi di fissione di potenza per applicazioni spaziali dispongono di un certo numero di differenze rispetto ai reattori commerciali.

“I principi fisici sono gli stessi, ma i bassi livelli di potenza, il controllo del reattore e il materiale utilizzato per la riflessione di neutroni indietro nel nucleo sono completamente diversi”, ha detto Werner. “Il peso è anche un fattore significativo che deve essere minimizzato in un reattore spaziale: fattore che non è considerato in un reattore commerciale.”

Werner sostiene che una volta che la tecnologia sia sviluppata e validata, potrebbe rivelarsi una delle opzioni più convenienti e versatili per la fornitura a lungo termine di potenza per i programmi di esplorazione dello spazio.