NASA guarda lontano: 12 proposte per trasformare lo spazio

Il programma NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts, Concetti Innovativi Avanzati) ha individuato 12 progetti che si sono aggiudicati i centomila dollari previsti dalla fase 1 delle selezioni. Gli studi che accederanno alla fase 2 riceveranno ulteriori 500mila dollari nei due anni successivi.
Lo scopo del programma è individuare approcci e tecnologie in grado di trasformare radicalmente le missioni aerospaziali future. Vediamo nel dettaglio i progetti selezionati:

1) Sistema Propulsivo Pulsante a Fissione-Fusione. Si tratta di una applicazione che deriva direttamente dallo sviluppo delle armi termonucleari, dove un ordigno a fissione innesca la fusione nucleare. Qui, si userebbe una corrente elettrica applicata ad un plasma per generare un campo magnetico in grado di comprimerlo (il cosiddetto “z-pinch”). La compressione innescherebbe una fusione nucleare in un bersaglio di deuterio. I neutroni risultanti andrebbero ad impattare su uno strato circostante di uranio o torio, liberando ulteriore energia sufficiente a contenere e comprimere ulteriormente il plasma. Un ugello magnetico provvederebbe poi a dirigere l’energia combinata risultante, ricavando una spinta.

2) Habitat di Trasferimento per indurre il Torpore per la Stasi Umana verso Marte. In medicina, il torpore è uno stato di sonno profondo, che comporta un significativo rallentamento del metabolismo. L’habitat proposto è un piccolo modulo pressurizzato agganciato ad uno nodo centrale/airlock che permetta l’accesso diretto al veicolo di discesa/ascesa ed al modulo di ritorno alla Terra. Secondo gli autori dell’articolo la massa dell’habitat per l’equipaggio di 4/6 persone si ridurrebbe a 5-7 tonnellate, contro le 20-50 tonnellate attualmente previste. La riduzione dei volumi sarebbe di un ordine di grandezza (da 200 a 20 metri cubi).

3) Lander bidimensionali per superfici planetarie. Si tratta di un “tappeto” o “coperta”, con un basso rapporto massa/resistenza aerodinamica, che semplifica enormemente i problemi legati all’entrata in atmosfera. Ovviamente i dispositivi sarebbero ricoperti di sensori e comunicatori, e potrebbero essere distribuiti in massa su ampie zone del pianeta-bersaglio.

4) Sistema Propulsivo Duale per l’esplorazione del sistema solare tramite Cubesats. Il progetto prevede di impiegare la propulsione termica (= a radioisotopi), con le sue spinte elevate, per permettere ai mini-satelliti di uscire dalla LEO, e poi passare alla propulsione elettrica, con il suo elevato impulso specifico, per il viaggio interplanetario. La propulsione  termica tornerebbe nuovamente utile per le manovre orbitali più dispendiose, quali l’inserimento a destinazione.

5) Tensostruttura Ottimizzata per la Crescita. Un leggero habitat in tensostrutture, da posizionarsi nel punto L2 del sistema Terra-Luna. A bordo, impianti robotici userebbero materiali “locali” (“space-based materials”) per fornire acqua per la schermatura da radiazioni, l’irrigazione ed il supporto vitale, nonchè terreno per lo sviluppo di un ecosistema, oltre a provvedere alle manutenzioni ed all’accrescimento dell’avamposto. L’habitat è destinato al turismo spaziale, alle attività economiche ed alla ricerca scientifica.

6) Volo Eterno. Una piattaforma atmosferica geosincrona ad elevata altitudine, con la capacità di protrarre indefinitamente il proprio volo.

7) Mappatura Profonda di piccoli Corpi del Sistema Solare con l’impiego di Docce di Particelle Cosmiche Secondarie. Lo studio dell’interno di asteroidi e comete impiegando pioni e muoni, particelle altamente penetranti. Esse vengono prodotte in abbondanza anche nell’impatto dei raggi cosmici galattici con l’atmosfera terrestre, e lo studio si prefigge di misurare il flusso “di fondo” di queste particelle per determinare la possibilità di distinguere quelle prodotte dall’atmosfera da quelle originate dall’impatto sul corpo celeste indagato.

8) Biomateriali dal Nulla. Stampa In-Situ e On-Demand di Biocompositi. Stampe 3d di schiere di cellule progettate per creare letteralmente qualunque cosa, dal cibo ai pezzi di ricambio, ai tessuti umani, impiegando risorse locali come la regolite e l’atmosfera marziana.

9) Propulsione Plasmonica. Un sistema di controllo dell’assetto per piccoli veicoli, leggero ed ultra-preciso. Il plasmone è una quasi-particella che deriva dall’oscillazione del plasma: le oscillazioni collettive del plasma vengono quantizzate per descriverne il comportamento in modo fittizio tramite una unica, ipotetica, particella con caratteristiche differenti ma che avrebbe lo stesso comportamento generale.

10) TransFormers per Ambienti Estremi. Un sistema teleguidato in grado di alterare l’ambiente intorno ad uno o più rovers in azione su corpi del sistema solare. Si tratta di piattaforme multifunzione che possono variare la loro forma e funzione per riflettere la luce del sole ed alimentare il rover, riscaldarlo e raccoglierne la telemetria mentre esso si avvenutra in zone impervie quali il fondo di un cratere o di un canyon.

11) Pallone Sub-Orbitale di Riflessione da 10 metri. Un radiotelescopio operante alle frequenze da radio fino ai terahertz costituito da un riflettore sferico gonfiabile all’interno di un pallone più grande, che fungerebbe da mezzo di trasporto e da sostegno al telescopio. Quest’ultimo sarebbe ricoperto di alluminio per metà, e, orientato verso l’alto, osserverebbe i cieli, mentre orientato verso il basso potrebbe captare telecomunicazioni.

12) Sensore Planare Fotonico di Massa Ridotta. Un sistema elettro-ottico per sostituire i telescopi tradizionali: milioni di interferometri a luce bianca impacchettati su di un circuito fotonico integrato per misurare le variazioni di ampiezza e fase della luce visibile a frequenze che spaziano l’intera apertura “sintetica” del sensore.