Il programma Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) testerà un razzo a propulsione nucleare nello spazio già nel 2027.

"Lavorare con DARPA e aziende del settore spaziale commerciale ci consentirà di accelerare lo sviluppo tecnologico di cui abbiamo bisogno per inviare esseri umani su Marte," ha affermato Pam Melroy, vice amministratore della NASA. "Questa dimostrazione sarà un passo cruciale per raggiungere i nostri obiettivi 'Moon to Mars' per il trasporto di equipaggi nello spazio profondo".

La NASA e la DARPA hanno collaborato al programma DRACO per promuovere lo sviluppo della tecnologia dei razzi termici nucleari, supportando gli obiettivi di entrambe le agenzie. Per la NASA, la propulsione nucleare è una delle capacità principali sulla tabella di marcia per le missioni con equipaggio su Marte.

Un razzo a propulsione nucleare consentirebbe un viaggio più breve e veloce verso il Pianeta Rosso, riducendo la complessità della missione e il rischio per l'equipaggio. Questo tipo di razzo può essere più del doppio efficiente dei razzi chimici convenzionali, il che significa che richiede molto meno propellente e potrebbe trasportare più attrezzature per scopi scientifici. Un razzo a propulsione nucleare potrebbe anche fornire più potenza per strumenti e sistemi di comunicazione.

Secondo i termini del suo accordo con DARPA, Lockheed Martin è responsabile della progettazione, dell'integrazione e dei test dei veicoli spaziali.

La BWX Technologies, con sede a Lynchburg, Virginia, è responsabile della progettazione e costruzione del reattore nucleare a fissione che alimenterà il motore. Inoltre la BWXT fornirà il suo combustibile di uranio a basso arricchimento ad alto dosaggio (HALEU). Quel reattore riscalderà l'idrogeno liquido trasportato sulla navicella, trasformandolo in gas ad alta temperatura che fornirà la spinta.

Lo Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA è responsabile della gestione complessiva e dell'esecuzione del motore DRACO a propulsione nucleare.

"Attraverso i precedenti investimenti della NASA - in collaborazione con il Dipartimento dell'Energia - abbiamo supportato il settore commerciale per accrescere le proprie capacità nella tecnologia di propulsione nucleare," ha affermato il dottor Prasun Desai, amministratore associato ad interim per STMD presso la sede della NASA a Washington. "Ora, quegli investimenti stanno tornando al punto di partenza mentre lavoriamo con queste stesse aziende per costruire il primo razzo a propulsione nucleare che volerà nello spazio".

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Nell'illustrazione artistica il motore DRACO nucleare in funzione in orbita terrestre. Credito: Lockheed Martin

Tuttavia, DRACO sarà una dimostrazione molto limitata. "È essenzialmente un banco di prova volante", ha detto Tabitha Dodson, program manager per DRACO presso DARPA. Dopo essere stato lanciato in un'orbita operativa, probabilmente tra i 700 e i 2.000 chilometri di altezza, il veicolo spaziale non effettuerà alcuna manovra importante. Invece, l'attenzione si concentrerà sul reattore del veicolo e sul suo utilizzo di combustibile HALEU, che non è mai stato utilizzato nei reattori nucleari nello spazio prima. "Questo sarà l'obiettivo principale della demo DRACO e l'atto di raccogliere dati sul reattore HALEU definirà il successo della missione".

I responsabili non hanno rivelato la spinta che produrrà il motore DRACO, anche se dovrebbe avere un impulso specifico, la misura dell'efficienza, di circa 700 secondi. Questo è significativamente più alto anche dei migliori motori chimici, sebbene l'obiettivo di progettazione per i sistemi NTP sia compreso tra 850 e 900 secondi. "Per la missione DRACO, siamo proprio al livello in cui possiamo ottenere quella rilevanza ingegneristica di cui abbiamo bisogno per una migliore comprensione dei motori a spinta più elevata" ha dichiarato Anthony Calomino, gestore del portafoglio di tecnologie nucleari spaziali della NASA.

Oltre al programma DRACO, la NASA lavora anche con il Dipartimento dell'Energia e l'industria su altre iniziative di tecnologia nucleare spaziale, tra cui Fission Surface Power e uno sforzo separato per esplorare possibili progetti per futuri veicoli spaziali termici nucleari.

La NASA sta impegnando fino a 300 milioni di dollari per la partnership DRACO. Ciò include fino a 250 milioni di dollari di costi per l'accordo di progettazione e sviluppo per il motore a propulsione nucleare, nonché la supervisione tecnica e l'esperienza del personale dell'agenzia.

La US Space Force fornirà il lancio di DRACO e il supporto del sito di lancio. Al momento i due probabili candidati per il lancio del motore nucleare, che fungerà da secondo stadio del razzo, sono i Falcon 9 di SpaceX e il Vulcan Centaur di ULA.

I motori a razzo nucleari vennero studiati, ed alcuni realizzati per test a terra, negli anni '60 (ad esempio con il motore NERVA) ma non si arrivò mai ad un loro utilizzo nello spazio.