Tra l’incudine e il martello

In Elettricità e calore dai radioisotopi  abbiamo raccontato come la NASA ha vinto la battaglia per produrre a proprie spese il Plutonio 238 da impiegare nello spazio per ottenere elettricità e calore senza dipendere dal Sole. Ma è stata una vittoria  di Pirro, perché problemi di carattere manageriale e le solite ristrettezze di bilancio hanno obbligato l’Agenzia a fare scelte amare.

(nell’illustrazione: un MMRTG). Il PU 238 è un isotopo che non esiste in natura e deve quindi essere prodotto artificialmente.  Il primo problema riguarda proprio la produzione: ne verrà generato al massimo 1 kg. circa all’anno e solo a partire dal 2021.  La riserva degli Stati Uniti assomma oggi a una trentina di chili, parzialmente “decaduti” radioattivamente, ed è quindi probabile che le prime quantità prodotte vengano utilizzate per rivitalizzare le scorte.  Nello spazio, il calore generato dal PU 238 viene trasformato in elettricità da un generatore termico a radioisotopi (RTG) o da un suo successore chiamato MMRTG di cui esistono 7 unità pronte per essere utilizzate a bordo delle prossime sonde.

Con queste limitate capacità, la NASA si appresta ad affrontare gli impegni del presente decennio e del prossimo, mentre ordina alla  Lockheed Martin Space System, da tempo incaricata dell’ASRG, il nuovo modello di generatore, di rispedire ogni cosa relativa a tale progetto ai  laboratori  del Glenn Research Center di Cleveland, uno dei più grandi centri di studio dell’Agenzia, che sottoporrà la tecnologia Stirling, il cuore del ASRG, a ulteriori studi e approfondimenti. Da un punto di vista meramente finanziario la NASA ha speso fino ad oggi 272 (198)* milioni di dollari per sviluppare la tecnologia ASRG, e altri 100 (72) sarebbero stati spesi in due anni per ottenere il primo generatore pronto per l’utilizzo in missione. Invece, sospendendo ora il programma, la NASA realizzerebbe subito un risparmio di 170 (124) milioni, ritardando però di una decina  d’anni l’entrata in servizio del nuovissimo ASRG, guarda caso proprio il tempo necessario per smaltire le attuali scorte.

Sembra incredibile che la più grande agenzia spaziale del mondo, mentre vanta per il 2014 fondi assegnati per oltre 17,6 miliardi di dollari, ritenga desiderabile realizzare un risparmio di 170 milioni e la razionalizzazione delle scorte a scapito di una tecnologia innovativa che aprirebbe la strada a ben altri risparmi e sopratutto promuoverebbe l’esplorazione delle regioni esterne del Sistema Solare grazie all’affermarsi di nuovi tipi di missione e del relativo hardware. Ciò che vogliamo dire appare chiarissimo dopo l’esame della seguente tabella comparativa:

 

Anche facendo lavorare sempre gli ASRG in coppia per creare una  ridondanza contro eventuali guasti  di parti mobili, i vantaggi che si otterrebbero sostituendo semplicemente gli MMRTG con gli ASRG, a parità di energia prodotta, sono evidenti. Ma altri fattori sono intervenuti e  i manager della NASA hanno realizzato di avere la possibilità di far fronte alle richieste per i prossimi anni assegnando alle uniche due missioni di classe “Flagship” (1,5 – 2 miliardi di dollari) pronte al lancio entro il 2022,  le scorte di PU238 e gli MMRTG disponibili in magazzino.  Si tratta di Mars 2020 rover e di Europa Clipper. Quest’ultima specialmente gode della  considerazione del Congresso e del pubblico,  alla luce dei recenti avvistamenti di pennacchi eruttivi simili ai nostri geyser che scagliano attorno al satellite nuvole di vapor d’acqua. Attraversandole con una sonda opportunamente attrezzata, si potrebbero ottenere nuove conoscenze in merito al supposto oceano d’acqua sotterraneo che sarebbe presente dentro la luna di Giove e della sua capacità di ospitare la vita.

Esiste inoltre un confine che potremmo definire tecnologico, al di là del quale l’alimentazione di una sonda spaziale non può essere affidata solo alle celle fotovoltaiche perché il Sole è così lontano che la sua luce ci giunge troppo fioca. Fino a ieri questa linea  di confine era grosso modo rappresentata dalla Fascia Principale degli Asteroidi, mentre oggi, in seguito a veloci progressi tecnologici, tale confine si è spostato verso  l’esterno fino a comprendere l’orbita di Saturno. Naturalmente apposite commissioni di esperti sono già al  lavoro per verificare quali e quanti vantaggi potranno ottenere  dalla moderna tecnologia fotovoltaica le prossime sonde che opereranno nella nuova zona (vale a dire tra la Cintura degli Asteroidi e l’orbita di Saturno). Sembra che Europa Clipper passerà da una formula 100% nucleare (5 MMRTG), a una ibrida con meno generatori, o forse al 100% fotovoltaica.

(nell’illustrazione: Europa Clipper). Ma il discorso va oltre perché c’è una quantità di nuove missioni che gli astrofisici americani hanno studiato considerando l’ASRG una risorsa disponibile  subito o nel breve termine.  Ci riferiamo a missioni molto specializzate, per la maggior parte a basso costo (classe Discovery: 425-500 milioni). Ne ha rilasciato un lungo elenco l’American Astronomical Society (AAS) alla fine del 2013, stilato ispirandosi alle linee guida espresse dalla NASA in un precedente documento chiamato Enduring Quests Daring Visions. Anche se si tratta di documenti ancora piuttosto vaghi e generici, sono importanti per capire i desideri e gli interessi professionali della massa degli astronomi e degli astrofisici americani, e sopratutto mettere alla prova la loro creatività in presenza di uno strumento molto avanzato come l’ASRG, che avrebbe garantito l’alimentazione e il riscaldamento della sonda in qualsiasi ambiente. Di certo l’improvvisa e del tutto inattesa ibernazione del progetto ASRG ha cambiato completamente le carte in tavola e una larga fetta delle missioni proposte dall’AAS è diventata semplicemente  inattuabile. Per esempio quelle che hanno come obiettivo  le zone polari della Luna, scarsamente illuminate, o l’emisfero oscuro di Mercurio. Sono luoghi non lontani dalla Terra ma di sicuro interesse scientifico e forse, nel caso della Luna, anche minerario. Ma sopratutto rimangono esclusi Urano e Nettuno con le loro interessantissime lune e la misteriosa Fascia di Kuiper, con Plutone e i suoi Plutini, nonché centinaia di altri pianeti nani, asteroidi, nuclei  cometari esauriti, e  chissà cos’altro.
Non è poco.

ROBERTO FLAIBANI

 

* la seconda cifra corrisponde al valore in euro della prima

FONTI:

Van Kane, The ASRG Cancellation in Context, The Planetary Society

Casey Dreier,  Continued Victories for Planetary Exploration, The Planetary Society

Casey Dreier, Europa Beckons, The Planetary Society

Casey Dreier, NASA just cancelled its Advanced Spacecraft Power Program, The Planetary Society

Jeff Foust, Omnibus  bill gives NASA $17,65 billions… , Space Politics

Jeff Foust, Astronomers’ bold visions clash with limited budgets, Space Politics

Dan Leone, Lockheed shrinking ASRG team as closeout work begins, Space News

NASA, Enduring Quest Daring Visions