Nuovo articolo di Marco Zambianchi pubblicato su AstronautiNEWS.it
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Continuo a pensare che la permanenza su Marte sia molto meno pericolosa della permanenza nello spazio profondo, a patto che sulla superficie sia stata predisposta una base ben protetta e organizzata
La sola opzione realistica è quella “lunga permanenza” che prevede una base in grado di ospitare un equipaggio per più di un anno
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Da qualsiasi punto di vista la si esamini, la sfida di portare esseri umani su Marte è un’impresa gigantesca, con mille fattori e incognite.
Trovare un sistema propulsivo robusto, sicuro, e relativamente economico è difficile, così come garantire la sopravvivenza dell’equipaggio durante il viaggio e sulla superficie.
È alla luce di queste considerazioni, e non già di “odio”, che certe affermazioni di Elon Musk, che fanno apparire lo sbarco di coloni su Marte solo una questione di razzo vettore e buona volontà, vanno prese con le pinze. C’è molto di più in termini di complessità in una sfida del genere.
SpaceX sarà forse determinante nel dare una spinta a tutto il settore, e magari a fornire uno dei mezzi di trasporto, ma ci sono ancora tanti tasselli di questo puzzle che vanno messi al loro posto, con uno sforzo che sarà di tutto il mondo dell’industria aerospaziale.
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Sono pienamente d’accordo
Non si può andare sulla Luna con lo stesso approccio con cui il secolo scorso siamo stati sulla Luna: quando i primi uomini sbarcheranno su Marte (e succederà, prima o poi) troveranno una base in grado di ospitarli per anni e gestita da robot. Ogni altro approccio mi sembra velleitario.
Per far questo, lo Starship (o qualcosa di equivalente) è assolutamente necessario e assolutamente non sufficiente.
Costruire una tale base è molto aldilà di quanto è stato fatto sinora e serviranno competenze estremamente variegate che SpaceX non potrà mai coprire da sola (cosa che in ogni caso non mi sembra voglia fare)
La SpaceX non sarebbe arrivata dove è ora e non arriverà mai dove intende andare senza la collaborazione della NASA.
D’altro canto la NASA, senza una realtà come SpaceX, non riuscirebbe mai a portare uomini su Marte.
Non solo, ma molto difficilmente riuscirebbe a fare qualcosa sulla Luna che vada molto al di là di un revival delle missioni Apollo (basta guardare quante difficoltà incontra il Lunar Gateway)
Il “competitor” di SpaceX non è certo la NASA quindi, ma piuttosto la Boeing, il cui modello di business, molto sensato economicamente) ha tenuto gli astronauti della NASA inchiodati in orbita bassa per quasi mezzo secolo …
Solo un “pazzo” come Elon Musk poteva rompere questa gabbia !!! 
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Scusa @marcozambi , ho letto il tuo articolo, ma una cosa non ho capito… Sono state identificati 2 profili di missione (long-stay e short-stay con flyby di Venere). Come cambierebbero questi profili se si avesse la propulsione nucleare?
Anch’io sono dell’idea che mandare umani su Marte sia una operazione estremamente difficile. Molto più di quanto possa sembrare nelle convinzioni di molti appassionati e nell’immaginario collettivo.
Il fatto che la NASA stia studiando propulsioni nucleari per questo tipo di missione (giustamente doveroso ricordare von Braun), e che lo studio sia nella fase iniziale, rende l’idea di quanto il pianeta rosso sia ancora lontano dall’essere calpestato dall’uomo. Anche la data indicata, nel migliore dei casi nel 2039, sposta non di poco le date che sentivo indicare in modo convinto 10 anni fa, dai vari “esperti” del settore, e che ritenevo assurde.
Riguardo la data del primo sbarco, la cosa che mi è piaciuta nell’articolo, è che si fa notare come stia traslando regolarmente in avanti, man mano che passano gli anni, senza avvicinarsi mai.
La logica degli eventi farebbe presupporre che nel 2050, saremmo ancora a progettare da un foglio bianco il modo migliore per mandare umani su Marte, con motori più veloci, un viaggio più comodo, sicuro, sostenibile, scientificamente interessante, (e chissà cos’altro) .
L’unica variabile impazzita è però Elon Musk. Perché quando si parla di missioni umane su Marte, non si può fare a meno di considerarlo, dal momento che è l’unico veramente deciso a raggiungere questo obbiettivo con tutta la determinazione possibile. E ha tempi stretti (se non altro quelli biologici della sua vita). Ma per quanto sorprendenti e brillanti possano essere i progressi della SpaceX, avrà comunque bisogno di un forte sostegno esterno congiunto. Bisognerà vedere quanto riuscirà a muovere le acque, che al momento sono decisamente stagnanti.
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Dato che il principale vantaggio della propulsione nucleare è di mettere a disposizione, supersemplificando, sistemi propulsivi estremamente efficienti rispetto alla propulsione chimica, i vantaggi sono tutti quelli di un motore che “consuma meno” per dare la stessa spinta.
Quindi puoi, in alternativa:
- portare meno propellente per ottenere le stesse prestazioni che ti darebbe un motore a propulsione chimica, oppure,
- aumentare il carico utile, oppure
- ridurre i tempi di percorrenza, oppure,
- partire da Marte e/o Terra in momenti meno favorevoli in senso di traiettoria rispetto alle traiettorie di congiunzione od opposizione…
Insomma, hai a disposizione un sistema propulsivo più efficiente e quindi intrinsecamente più elastico, e “vinci” varie libertà che una propulsione puramente chimica oggi non offre.
L’impulso specifico di un sistema propulsivo NTP (stando alle cifre calcolate con gli esperimenti NERVA e Rover negli anni 60) supera gli 850 secondi, mentre il miglior motore a razzo chimico ad oggi testato, peraltro in condizioni sperimentali poco pratiche, è arrivato a 540 secondi circa.
Non ho usato termini rigorosissimi, per cui sono sicuro che ci sarà chi può essere molto più accurato di me in questa risposta 
(@Vespiacic , @Buzz , @AJ1)
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Se leggi l’articolo vedrai che NASA non parte da un foglio bianco almeno dal 1993.
Sempre leggendo l’articolo si dovrebbe evincere che Musk risolverebbe, forse, un importante ma parziale tassello della missione umana su Marte, che include molto altro.
Infine lo scopo dell’articolo non è creare la 10-millesima discussione pro o contro Musk, che ho citato unicamente per far capire che, ripeto, l’aspetto propulsivo per quanto importante è solo uno dei tanti.
Per tutto il resto non basta la buona volontà e la determinazione, che nulla possono contro radiazioni ionizzanti, ad esempio.
Concludo facendo a tutti preghiera di restare in tema. L’articolo ha un titolo preciso, e riguarda l’uso della propulsione nucleare in ambito spaziale. Il resto è OT in questa discussione, ce ne sono altre eventualmente.
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E’ questo il punto che vorrei chiarire.
La domanda, o meglio le domande, che mi/ti pongo sono:
- ci sono traiettorie/profili di missione diversi dal long-stay e short-stay che diventerebbero possibili con tale motore?
- e quindi, di quanto ridurrebbe la durata di una missione un motore nucleare? Perche’ se alla fine dei conti la riduzione di tempo e’ del 10%, questo motore diventa molto meno interessante, se il problema principale di una missione spaziale e’ l’esposizione ai raggi cosmici degli astronauti…
Sostanzialmente si riduce di molto la massa da trasportare.
Commento quel che ho letto nello studio originale (aggiungendo qualche deduzione personale), non nell’articolo di AstronautiNEWS, che ha necessariamente dovuto omettere parametri tecnici non familiari al grande pubblico di internet.
Prima di tutto lo studio si rifà a presupposti presi da pubblicazioni non troppo aggiornate, praticamente quasi tutte del decennio 2000-2010, quindi alcuni fatti potrebbero ormai essere superati. In particolare, per quanto riguarda la massa del propellente per una missione di tipo long stay a propulsione chimica, la stima del 2006 sarebbe di circa 1500-3500 tonnellate, a seconda della scelta della finestra di lancio. Un’enormità in confronto alle sonde robotiche inviate ora su Marte, dove al massimo siamo sulle 5-6 tonnellate totali (non solo carburante). NTP ridurebbe i requisiti a 500-1000 tonnellate.
L’astronave che partirebbe non so quando sarebbe grande in totale. Penso sinceramente che il carburante occupi tra il 70% e il 90% della massa totale, ma non è riportato nello studio, o almeno non l’ho trovato. C’è una mezza stima invece del sistema di propuslione nucleare. Si tratta di 40-80 tonnellate per MEP e indeterminato per NTP. È tantissimo, ma dopotutto stiamo portando una centrale nucleare in giro per il sistema solare.
Di fatto introdurre la propulsione nucleare riduce di molto la massa in gioco, ma si tratta ancora di cifre impensabili ai giorni nostri, la ISS ad esempio è 400 tonnellate.
Lo studio poi analizza i vantaggi della propulsione nucleare nei due profili, sia con NTP che con NEP. Una cosa importante, è che NEP serve praticamente solo in crociera (DSM), non per le manovre impulsive che lasciano il pianeta o che ne causano la cattura gravitazionale, anche se tenere acceso il NEP durante le manovre impulsive fornisce un minimo contributo, ma da solo non basterebbe.
In termini di delta V, lo studio analizza la partenza da un’orbita terrestre bassa a400 km, l’arrivo in orbita marziana alta, 250 X 33.800, e il ritorno a Terra con impatto a 13 km/s, senza frenata in orbita quindi (il che vuol dire, mia supposizione, che la nave madre andrà persa, o al rientro in atmosfera o in orbita eliocentrica). Per le missioni long stay, il delta V propulsivo totale necessario è di circa 6-8 km/s, con uso rarissimo di DSM significative. Le missioni di tipo short stay, invece, richiedono circa 8-15 km/s di delta V totale, di cui 0-6 in DSM. E qui (opinione personale) il NEP la fa da padrone.
Lo studio, sebbene commissionato per una partenza dell’equipaggio nel 2039, analizza diverse finestre, senza concentrarsi particolarmente sul caso del 2039. Da notare che, per questa specifica finestra di lancio, Venere si piazza proprio nella posizione ideale per l’assist gravitazione, e non è necessaria nessuna manovra consistente in DSM (meno di 0,1 km/s), il che (opinione mia) renderebbe preferibile NTP per quella data.
Per ultimo, volevo aggiungere che ci sono tanti tipi di traiettorie che si possono scegliere, anche intermedie tra le due elencate sopra. Ad esempio, mi sono divertito a cercare qualcosa di alternativo, e nella finestra di lancio precedente, c’è questa possibilita (estrapolata con un tool NASA)
che a fronte di fare una capatina oltre l’orbita di Marte e permettere un rientro a Terra più veloce (15 km/s), ha una durata totale di 719 giorni (più dei 650 del short stay ma meno dei 916 del long stay) e una permanenza su Marte di 122 giorni (più dei 30 del short stay ma meno dei 496 del long stay). Per questo sono stati fissati solo due profili di missioni, per restringere lo studio. I due profili scelti, sono quelli al momento più accreditati.
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Scusa, stavo scrivendo nel mentre che hai risposto.
Si riduce sostanzialmente la massa da trasportare, non il tempo di viaggio. Il tempo totale (sebbene possa essere ridotto di qualcosina a scapito del delta V), è dettato principalmente dalla configurazione orbitale. La riduzione del tempo di viaggio, a mia modesta opinione, non giustificherebbe in sè l’utilizzo della propulsione nucleare.
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Un problema che io vedo è lo “human rating” di un razzo a propulsione nucleare (a mio avviso sarà una cosa lunga anche per lo Starship)
Il problema sarebbe ridotto se uomini raggiungessero il modulo a propulsione nucleare solo una volta in orbita…
Di sicuro non si portano 500-1000 tonnellate in orbita in un lancio solo, questo non è sicuramente un problema.
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Sbaglio o il problema della schermatura del reattore nucleare non e’ troppo grave in quanto le radiazioni provenienti dallo “spazio” sono addirittura piu’ dannose di quelle prodotte dal reattore?
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Sulla carta no, nella pratica serve riprendere i test anche alla luce dei progressi fatti dagli anni '60 a oggi…
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DARPA ha affidato un contratto a General Atomics, Blue Origin e Lockheed Martin per lo sviluppo del programma DRACO, Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, un sistema di propulsione nucleare termica NTP che dovrà dimostrare le proprie capacità nel 2025. Il contratto è relativo alla prima fase, della durata di 18 mesi e sarà divisa in due sottofasi, in cui verà stabilito il design preliminare del reattore e dei sottosistemi, mentre della fase successiva si produrrà un apparato operativo, sotto forma di concept, per verificare i requisiti di missione e progettare un dimostratore.
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Guardando i tempi vedo che vanno con i piedi di piombo (pun intended 
)
Battute a parte, credo che i miglioramenti dagli anni '60 siano essenzialmente in materiali e sistemi di controllo. La schermatura, purtroppo, è quella che è.
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Nuovo articolo di Giuseppe Corleo pubblicato su AstronautiNEWS.it.
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Ma dove pensano di andare investendo quelle cifre? Nel 2125 ce la facciamo, forse 
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