di Enrico Mainardi



Per le applicazioni spaziali si possono individuare differenti livelli di potenza, richiesti in base alle tipologie di impiego e alle missioni. Livelli di potenza tra i 100 e i 500 W sono richiesti per piccoli satelliti; la presenza umana nello spazio e satelliti più grandi richiedono invece tra i 10 e i 40 kWe; ben più elevata la richiesta per basi sulla Luna o su Marte: tra 1 e 2 MWe. La Figura 1 illustra la potenza elettrica in funzione del tempo di utilizzo, indicando la sorgente che, in applicazioni spaziali, viene solitamente preferita.

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	*	]]]	* Recently, an increasing interest was recorded in the development of nuclear systems for space exploration. To provide long duration space missions with electrical power supplies, research goes more and more in the direction of nuclear sources using radioisotope thermoelectric generators or nuclear fission reactors. Nuclear energy was never employed to replace chemically powered rocket engines, as a source of direct propulsion. However, many propelling systems based on nuclear fission reactors were proposed and studied. *	]]*	*
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Per potenze elettriche sotto i 10 kWe si utilizzano celle a combustibile, pannelli fotovoltaici e generatori a radioisotopi in base al tipo e durata di missione. Per le sonde interplanetarie che richiedono potenze inferiori a 1 kWe e che sono inviate ad esplorare la parte esterna del sistema solare si impiegano essenzialmente sorgenti di energia nucleare a radioisotopi; già alla distanza di Giove il flusso di energia solare è 25 volte meno intenso che vicino alla Terra, rendendo i pannelli fotovoltaici inutilizzabili.


I satelliti terrestri, invece, impiegano normalmente energia solare raccolta da opportuni pannelli che la convertono in energia elettrica con un’efficienza intorno al 10 per cento. In passato, alcune tipologie di satelliti terrestri che richiedevano in modo continuo forti quantità di energia hanno comunque impiegato sistemi nucleari. Per applicazioni spaziali che richiedono potenze oltre i 10 kWe e tempi di utilizzo oltre il mese, l’utilizzo di un reattore nucleare è l’unico modo per generare elettricità. Il reattore nucleare può essere utilizzato anche per produrre calore e per alimentare sistemi propulsivi a ioni. Un reattore nucleare spaziale potrebbe fornire una fonte di elevata potenza, costante, affidabile e di lunga durata. Inoltre, l’assenza di luce solare, ambienti ad elevata radioattività, spazi, pesi e costi possono favorire l’impiego dell’energia nucleare nello spazio. [...]

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