8-[Credo di non dire un’eresia se affermo che il vero salto evolutivo
dei vettori spaziali deriverebbe dall’impiego tecnologico di nuovi
tipi di propulsione, come la fissione nucleare…
Nn sono un ingegnere, ma credo che,
se esistono navi a propulsione nucleare, possono essere
realizzate astronavi con motore nucleare, come altri ben
più esperti di me hanno ventilato nel forum.
Penso che l’implementazione di queste tecnologie, già esistenti,
costituirebbe una base formidabile anche per quella di future
tecnologie oggi non esistenti.
Mi riferisco innanzitutto alla fusione nucleare. Se essa verrà controllata - e per
tal fine è operativo il programma ITER con sede in Francia - fosse
anche tra 20 o 30 anni, sarebbe assurdo utilizzare un reattore a fusione
solo per produrre energia elettrica e non montarlo su una nave spaziale.
Montando un motore a fusione su un satellite, è ipotizzabile inviarlo
su Alpha Centauri forse nell’arco della vita di un essere
umano, potendo raggiungere accellerazioni formidabili.
Il problema è che se remore ecologiche o politiche impediscono
oggi di parlare di propulsori a fissione, la stessa ostilità rischia
di determinarsi contro nuove tecnologie persino più
performanti e molto meno inquinanti.
Per questo la forma estetica di Orion non mi preoccupa
più di tanto, lo sono un po’ di più per i tempi di sviluppo
davvero lunghi: 8 anni dalla Mercury all’Apollo 10; 16 anni
tra la New Vision di Bush ed il volo circumlunare di Orion x
(nel 2019?..).
Cerco di risponderti un po’ in generale, poi magari qualcuno vuole approfondire il discorso, anche se magari conviene farlo, o continuarlo su altri thread riguardo al nucleare applicato allo spazio.
Bisogna subito fare due grosse distinzioni fra la fusione nucleare e la fissione. Per quanto riguarda la prima, non si è ancora riusciti a realizzarla efficientemente sulla Terra e ci vorrà molto tempo dopo questa importante tappa prima che possa venir implementata su un vettore, credo che siamo al confine fra un progetto “molto futuristico” e la fantascienza…
Per ITER si parla di almeno 2025 per l’entrata in servizio sperimentale, non penso di essere pessimista se a questi ci aggiungiamo altri 30-40 anni per poter rimpicciolire il tutto quanto basta per essere montato su un lanciatore… quindi direi che per ora è ancora molto in là per poter anche solo essere preso in considerazione…
Per quanto riguarda la fissione, la propulsione oggi impiegata sulle navi ha ben poco di trasferibile su un vettore, in poche parole consiste in un reattore che attraverso un ciclo a vapore scalda appunto acqua che va a mettere in funzione delle normali turbine a vapore, tutto questo ovviamente non è trasportabile su un lanciatore, anche perchè di scarsissima utilità nello spazio.
Esistono quindi due possibili impieghi attualmente tecnicamente fattibili, il primo che è anche quello utilizzato maggiormente e quello per il quale utilizzando un RTG o un generatore a ciclo Stirling si produce elettricità da utilizzare, a scopo propulsivo, esclusivamente con un motore a ioni, il quale non è adatto per il volo umano a causa delle sua scarsissima spinta, ma è l’ideale per sonde che possono richiedere lunghi periodi di accensione per cui spinte molto “diluite” nel tempo.
L’altro impiego, fortunatamente solo ipotizzato è l’utilizzo di un reattore a fissione montato su un vettore che accelererebbe idrogeno verso un ugello producendo spinta.
Ovviamente in questo caso la pericolosità, soprattutto in atmosfera è enorme e la rendita probabilmente non così accettabile, si parla di 2-3 volte l’ISP degli attuali chimici e non rappresenterebbe comunque quel tanto sospirato salto di qualità…
Credo che attualmente questo sia il panorama del nucleare applicato/applicabile al volo spaziale… se avessi dimenticato qualche cosa ben felice di correzioni.
Grazie Albyz per le tue precisazioni preziose x un non
esperto quale sono io. Vedo che l’utilizzo di
un motore a fissione x spingere idrogeno
dagli uggelli comunque accorcerebbe i viaggi
di almeno 2/3 volte…quindi si potrebbe
andare su Marte e tornare in meno di cinque
mesi.
Penso che ci si debba pensare.
Quanto al pericolo di inquinamento atmosferico
in caso di dispersione delle scorie o del combustibile
nucleare, basterebbe lanciare nello spazio con
un motore tradizionale a propulsione chimica
e poi dare da terra un comando di attivazione della
propulsione nucleare quanto la nave sia in orbita
oppure anche nello spazio profondo.
No, non è così diretta la cosa, l’ISP indica l’impulso specifico, che può essere assimilato al rapporto spinta/peso, triplicare la spinta o dividere per tre il peso del propulsore/propellente non significa triplicare la velocità raggiungibile.
Ci sono una miriade di altri fattori che diminuiscono questo valore, come la traiettoria di volo e il peso del payload, per cui è probabile che in fin dei conti il risultato ottenuto sia di un tempo sicuramente maggiore di 1/3 
Questa tecnologia è comunque abbandonata da anni (almeno una ventina), sia da parte Russa che Americana per i problemi sopra descritti.
:?:
Hai centrato l’obiezione principale che faccio alla Vision.
Perchè dovrebbero impiegare così tanto se allora, partendo da zero, hanno fatto così in fretta?
Ma scusate: se copiassero esattamente tutto, potrebbero ripetere una missione Apollo in quanto tempo?
3 anni? 4?
Certamente meno di otto…
Non riesco a capacitarmi di questa differenza…
Certo che questa nuova versione deve fare di più, ma sono passati 40 anni… QUARANTA!
Non abbiamo qualche know-how in piu?
Mi da l’impressione che non ci credano neanche loro e portino avanti questa nuova avventura sperando che qualcuno la cambi per strada con qualche idea fantasmagorica.
O che arrivino più soldi grazie alla fine degli sperperi (forse col cambio ai vertici)…
Ufff… che pignolo… 
Lo so che la definizione esatta è la forza esercitata per il tempo d’applicazione diviso la forza peso del propellente… era per semplificare… beh questa è la definizione corretta
Per la “rocket science” del contadino credo potesse essere un buon termine per richiamare al concetto attraverso termini conosciuti…
Io credo invece che semplificare tutto prettamente in termini temporali sia l’estrema banalizzazione di un programma spaziale, come lo è il paragone, come spesso avviene, solo sulla base dei soldi spesi…
Non penso di avere tanti dati in mio possesso da poter giudicare in meri termini di tempo se un programma può essere intenso, blando o cos’altro… credo solo che per poterlo giudicare sotto questo aspetto bisogna avere bene in mente i bilanci, le persone coinvolte, la complessità dei sistemi su cui si lavora, la parte completamente nuova da progettare, la sicurezza che si vuole realizzare… e io, personalmente, credo di non conoscere abbastanza nemmeno uno di questi settori.
E credo anche che due programmi non siano neanche lontanamente assimilabili e forse neanche paragonabili solo perchè hanno la forma della capsula in comune, la quale non è che una piccola parte di un programma che coinvolge centinaia di aspetti diversi, e trovo altrettanto semplicistico fare questo genere di paragoni, tuttalpiù con un mezzo di quaranta anni fa, che ha fagocitato i suoi bei capitali anche lui, che ha permesso delle seppur epiche, toccate e fughe e che è collassato sotto il peso dei propri limiti (finanziari in primis).
Credo di avere una sola certezza, da tutto quel programma penso non ci sia un solo bullone che verrà copiato e reinserito nel programma Constellation a dispetto di chi continua ostinatamente a dire, che siamo alla vigilia di un Apollo-Reloaded o che siamo tornati indietro di 40 anni…
Solo un’ultima precisazione, ammesso di avere lo stesso capitale disponibile allora (siamo molto molto distanti) qualcuno si sentirebbe di mandare oggi sulla Luna degli uomini con gli stessi standard di sicurezza accettati allora? Io no…
Be’, c’è chi è pronto a spendere 200’000 dollari per effettuare un volo sub-orbitale con la stessa sicurezza dei voli degli anni 20…
Pensa ad esempio alla propulsione elettrica, dove abbiamo Impulsi specifici molto elevati ma rapporti spinta/peso inferiori all’unità, come tu ben sai
E poi Alby, non puoi pensare di cavartela così in un forum cosi competente 
:-({|=
Posto un grafico Is versus T/W che mostra la correlazione tra l’Impulso specifico e il rapporto spinta peso T/W per le diverse tipologie di propulsione…
8-[Scusate, ma allora a parità di traiettoria e payload, l’ISP
di un propulsore chimico e di uno nucleare sono effettivamente
molto diversi o mi sbaglio? Allora forse il problema
di montare un reattora a fissione è meccanico più che
di una resa troppo vicina a quella di un motore a
propulsione chimica?
8-[Mi correggo: a parità di traiettoria e payload,
l’accellerazione offerta da un motore a fissione
è di gran lunga maggiore di quella di un
propulsore chimico, attesa la diversità degli ISP
rispettivi?
No, cioè è relativo, l’ISP di un propulsore a nucleare/idrogeno ha un ISP maggiore di un propulsore chimico ma comunque molto minore di un attuale propulsore a ioni come ad esempio quello montato sulla Smart-1 (1640s) che è il doppio di quello pronosticato per un propulsore a fissione e idrogeno, e nei prossimi propulsori si arriverà a valori ben maggiori, Dawn ad esempio ha già un ISP di 3100s, e i propulsori VASIMIR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) dovrebbero raggiungere valori di 30.000s… ma con spinte molto basse, dell’ordine di grandezza dei Newton o meno…
Come faceva giustamente notare AJ… l’ISP non è tutto…
Allora forse il problema di montare un reattora a fissione è meccanico più che di una resa troppo vicina a quella di un motore a propulsione chimica?
Il problema dell’abbandono di questa tecnologia credo rimanga in primis la pericolosità e in secondo luogo la resa non sufficiente a compensare il rischio… non avrebbe comunque portato al salto di qualità che si prospetta, questo è certo…
Grafico interessantissimo, AJ. Mi sapresti dire cosa intendono con RBCC?
Uhmm non ho capito da dove hai tratto questa conclusione, ma come detto se guardi esclusivamente l’ISP fra il chimico e un propulsore a fissione/idrogeno hanno ISP abbastanza simili, circa 300s per il primo e circa 800s per il secondo… con 800s di ISP non è che si faccia molto di più dei propulsori attuali…
Chiedo scusa, sono veramente un rompi…ma quando
parli di “spinte molto basse”, significa forse che Smart-1
può avere un ISP ionico molto performante perchè pesa poco?
Se dovessimo montare un propulsore a ioni su
una nave manned, otterremmo la stessa resa
di Dawn?
…cioè non di Dawn, ma di Smart-1?
Io credo che il vantaggio dato dai propulsori nucleari/ad idrogeno, che essenzialmente risiede in un maggiore Isp rispetto a propulsori chimici, non sia così ampio da giustificare il suo utilizzo, probabilmente il peso della struttura e la complicazione in termini progettuali e di gestione anche a livello politico (mi pare che siano sempre stati visti male sotto il profilo ambientale) ne scosiglino per ora l’utilizzo.
No, significa che i motori a ioni spingono veramente molto poco; si parla di milligrammi di spinta contro le centinaia di kg dei propulsori chimici. In compenso possono farlo con efficienze molto alte e per tempi lunghissimi, quindi il kg di propellente del motore a ioni complessivamente “rende” di più del kg di propellente chimico. Tuttavia proprio per queste caratteristiche non sono sfruttabili al momento per veicoli manned. Non si può impiegare un anno per andare sulla Luna quando un motore classico ti ci porta in 4 giorni.