La NASA e la DARPA collaboreranno al programma Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, o DRACO. L'accordo non rimborsabile progettato a beneficio di entrambe le agenzie, delinea ruoli, responsabilità e processi volti ad accelerare gli sforzi di sviluppo. “La NASA lavorerà con il nostro partner a lungo termine, DARPA, per sviluppare e dimostrare una tecnologia avanzata di propulsione termica nucleare già nel 2027. Con l'aiuto di questa nuova tecnologia, gli astronauti potrebbero viaggiare da e verso lo spazio profondo più velocemente che mai – una capacità importante per prepararsi alle missioni con equipaggio su Marte," ha dichiarato l'amministratore della NASA Bill Nelson. "Congratulazioni sia alla NASA che alla DARPA per questo entusiasmante investimento, mentre accendiamo insieme il futuro".

 L'utilizzo di un razzo termico nucleare consentirebbe tempi di transito più rapidi, riducendo i rischi per gli astronauti. La riduzione del tempo di transito è una componente chiave per le missioni umane su Marte, poiché i viaggi più lunghi richiedono più rifornimenti e sistemi più robusti. La maturazione di una tecnologia di trasporto più rapida ed efficiente aiuterà la NASA a raggiungere i suoi obiettivi 'Moon to Mars' (dalla Luna a Marte).

 Altri vantaggi per i viaggi nello spazio includono una maggiore capacità di carico utile scientifico e una maggiore potenza per la strumentazione e la comunicazione. In un motore a razzo termico nucleare, viene utilizzato un reattore a fissione per generare temperature estremamente elevate. Il motore trasferisce il calore prodotto dal reattore a un propellente liquido, che viene espanso ed espulso attraverso un ugello per far muovere la navicella. I razzi termici nucleari possono essere tre o più volte più efficienti della propulsione chimica convenzionale. "La NASA ha una lunga storia di collaborazione con DARPA su progetti che consentono le nostre rispettive missioni, come i servizi nello spazio," ha affermato il vice amministratore della NASA, l'ex-astronauta Pam Melroy. "Espandere la nostra partnership alla propulsione nucleare contribuirà a portare avanti l'obiettivo della NASA di inviare esseri umani su Marte".

 In base all'accordo, lo Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA guiderà lo sviluppo tecnico del motore termico nucleare da integrare con il veicolo spaziale sperimentale della DARPA. DARPA funge da ente appaltante per lo sviluppo dell'intero stadio e del motore, che include il reattore. DARPA guiderà il programma generale, compresa l'integrazione e l'approvvigionamento dei sistemi missilistici, le approvazioni, la programmazione e la sicurezza, coprirà la responsabilità e garantirà l'assemblaggio e l'integrazione complessiva del motore con il veicolo spaziale. Nel corso dello sviluppo, la NASA e la DARPA collaboreranno all'assemblaggio del motore prima della dimostrazione nello spazio già nel 2027.

Nello spaccato i principali componenti del motore nucleare del programma NERVA. Credito: NASA / elaborazione Massimo Martini

 "DARPA e NASA hanno una lunga storia di fruttuosa collaborazione nell'avanzamento delle tecnologie per i nostri rispettivi obiettivi, dal razzo Saturn V che ha portato gli esseri umani sulla Luna per la prima volta, alla manutenzione robotica e al rifornimento di carburante dei satelliti," ha affermato la dott.ssa Stefanie Tompkins, direttrice della DARPA. “Il dominio spaziale è fondamentale per il commercio moderno, la scoperta scientifica e la sicurezza nazionale. La capacità di compiere passi avanti nella tecnologia spaziale attraverso il programma di razzi termici nucleari DRACO sarà essenziale per trasportare in modo più efficiente e rapido materiale sulla Luna e, infine, persone su Marte”.

 Gli ultimi test del motore a razzo termico nucleare condotti dagli Stati Uniti sono avvenuti più di 50 anni fa nell'ambito dei progetti Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA) e Rover della NASA. "Con questa collaborazione, sfrutteremo la nostra esperienza acquisita da molti precedenti progetti di energia nucleare e propulsione spaziale," ha affermato Jim Reuter, amministratore associato di STMD. "I recenti materiali aerospaziali e i progressi dell'ingegneria stanno aprendo una nuova era per la tecnologia nucleare spaziale e questa dimostrazione di volo sarà un risultato importante verso la creazione di una capacità di trasporto spaziale per un'economia Terra-Luna".

 I razzi termici nucleari sono stati costruiti circa 50 anni fa, quindi DRACO si avvale di lezioni già apprese sul campo. Rispetto alla passata tecnologia del reattore NTR, basata su uranio altamente arricchito, DRACO utilizzerà combustibile di uranio a basso arricchimento e alto dosaggio (HALEU), per avere meno ostacoli logistici sulla sua ambiziosa tempistica. Come ulteriore precauzione di sicurezza, DARPA prevede di progettare il sistema in modo che la reazione di fissione del motore DRACO si attivi solo una volta raggiunto lo spazio.

 La NASA, il Dipartimento dell'Energia (DOE) e l'industria stanno anche sviluppando tecnologie nucleari spaziali avanzate per molteplici iniziative volte a sfruttare l'energia per l'esplorazione spaziale. Attraverso il progetto Fission Surface Power della NASA, il DOE ha assegnato tre contratti di progettazione commerciale per sviluppare concetti di centrali nucleari che potrebbero essere utilizzate sulla superficie della Luna e, successivamente, su Marte. La NASA e il DOE stanno lavorando a un altro sforzo di progettazione commerciale per far avanzare i combustibili di fissione a temperature più elevate e i progetti di reattori come parte di un motore a propulsione termica nucleare. Questi sforzi di progettazione sono ancora in fase di sviluppo per supportare un obiettivo a lungo raggio per aumentare le prestazioni del motore e non saranno utilizzati per il motore DRACO.

 La DARPA aveva già affidato dei contratti, nell'aprile del 2021, a tre compagnie per la realizzazione del motore nucleare nell'ambito del progetto DRACO. Questo accordo odierno con la NASA non fa che rendere il programma più solido.

 Speriamo però che questo progetto abbia maggiore fortuna di quello dello spazioplano XS-1. In quel caso, dopo che la Boeing era stata selezionata nel 2017 per realizzare il primo prototipo l'azienda rinunciò a proseguire lo sviluppo ed il programma venne chiuso.