La fusione nucleare controllata e autosostenuta, come quella che avviene nel Sole, per ora è ancora un sogno (ormai non troppo lontano) che potrebbe risolvere i nostri problemi di approvvigionamento energetico sulla Terra e di mobilità nello spazio profondo. Essa costituirebbe infatti una risorsa di energia praticamente inesauribile e relativamente pulita, rendendo anche possibili spostamenti più rapidi e diretti nel sistema solare e magari anche oltre.

 In attesa che un giorno tutto questo diventi reale, la RocketStar Inc. ha da poco dimostrato con successo il suo FireStar Drive, una impressionante unità di propulsione elettrica per veicoli spaziali che utilizza plasma pulsato potenziato dalla fusione nucleare. Questo innovativo dispositivo, trasforma semplice acqua in un plasma che viene emesso in forma pulsata e la cui spinta beneficia di unaspeciale fusione nucleare a-neutronica, ovvero senza emissione di neutroni (come invece avviene nelle comuni reazioni nucleari).


Il funzionamento

 Il propulsore di base genera nuclei di idrogeno, ovvero protoni ad alta velocità, attraverso la ionizzazione del vapore acqueo. Quando questi protoni si scontrano con un nucleo di boro, questo subisce la fusione, trasformandosi in una forma di carbonio ad alta energia che decade rapidamente in tre particelle alfa (porzione a destra nella figura di apertura). Introducendo il boro nello scarico del propulsore, il FireStar Drive potenzia la spinta complessiva analogamente al modo in cui un postbruciatore aumenta la spinta in un motore a reazione, introducendo carburante nel motore scarico.

 La scoperta della fusione è stata fatta per la prima volta durante una "Small Business Innovation Research" (SBIR) per AFWERX, organo di ricerca che fa capo al dipartimento della difesa americano. In quegli esperimenti, si notò che l'introduzione di acqua boronata nel pennacchio di scarico del propulsore al plasma pulsato generava particelle alfa e raggi gamma, chiari indizi di fusione nucleare. Il fenomeno è stato confermato durante la successiva fase di sperimentazione, quando non solo creò la radiazione ionizzante ma migliorò anche la spinta dell'unità di propulsione del 50%, all'High Power Electric Propulsion Laboratory (HPEPL) della Georgia Tech ad Atlanta.

 “RocketStar non ha solo migliorato in modo incrementale un sistema di propulsione, ma ha fatto un balzo in avanti applicando un nuovo concetto, creando una reazione di fusione-fissione nello scarico”, ha affermato Adam Hecht, professore di Ingegneria Nucleare e l'Università del New Mexico. “Questo è un momento entusiasmante per lo sviluppo della tecnologia e attendo con ansia le loro future innovazioni".
 “Siamo entusiasti dei risultati dei nostri test iniziali su un’idea che il nostro team sta esplorando da qualche tempo", ha affermato Chris Craddock, CEO di RocketStar. “Su un tovagliolo durante una conferenza in Florida, ho abbozzato questo idea e la descrissi a Wes Faler, il fondatore di Miles Space. È stato abbastanza intelligente nello sviluppare sia il propulsore di base che il potenziamento della fusione. Abbiamo acquisito Miles Space e Faler è ora il nostro CTO.”.


Prossimi passi

L’attuale propulsore di RocketStar è già disponibile per la consegna ai clienti. Si chiama M1.5 e verrà collaudato nello spazio come carico utile, ospitato sul vettore satellitare OTV ION di D-Orbit, che lo inserirà in due missioni SpaceX Transporter previste per luglio e ottobre di quest'anno.

 “Siamo molto felici di avere l’opportunità di lavorare al fianco di RocketStar e contribuire al progetto dimostrazione dell'M1.5", ha affermato Matteo Lorenzoni, responsabile delle vendite di D-Orbit. “Abbiamo semplicemente integrato il propulsore sul vettore satellitare ION e non vedo l'ora di assistere alle sue prestazioni in orbita."

 Il motore (a sinistra nella figura di apertura) è estremamente compatto e occupa una singola unità standard per nanosatelliti (1U envelope), ovvero un cubo di 10 cm di lato; la massa è circa un chilogrammo e la spinta è contenuta, circa 2,5 grammi-peso. Esso è in grado di supportare un satellite di dimensioni 3U o maggiori e può venire utilizzato per i seguenti scopi:

  • innalzamento dell'orbita
  • "phasing" orbitale e "drag make-up"
  • De-orbit
  • De-saturazione delle ruote di reazione 
  • Controllo dell'assetto

 I piani di utilizzo il FireStar Drive includono ulteriori test a terra quest'anno con una dimostrazione nello spazio previsto per febbraio 2025 come carico utile ospitato sulla navicella spaziale Barry-2 di Rogue Space System.