La propulsione a fusione è ancora nelle fasi iniziali di sviluppo, ma ha il potenziale per essere molto più efficiente dei tradizionali razzi chimici. I razzi chimici convertono solo circa il 50% del loro carburante in energia cinetica, mentre i razzi a fusione potrebbero potenzialmente convertire fino al 90% del loro carburante in energia cinetica. Ciò consentirebbe ai razzi a fusione di viaggiare molto più lontano con la stessa quantità di carburante, rendendoli ideali per missioni di lunga durata su Marte, Giove e oltre.
Esistono due tipi principali di propulsione a fusione:fusione a confinamento inerziale (ICF) e fusione a confinamento magnetico (MCF). L'ICF utilizza un laser ad alta potenza o un acceleratore di particelle per riscaldare e comprimere una piccola pallina di combustibile di fusione, provocandone la fusione. MCF utilizza campi magnetici per confinare un plasma di combustibile di fusione, riscaldandolo finché non si fonde.
L’ICF è attualmente la più matura delle due tecnologie, ma l’MCF ha il potenziale per essere più efficiente. L’ICF richiede un laser o un acceleratore di particelle ad altissima potenza, il che rende difficile l’espansione fino a dimensioni maggiori. MCF non richiede un laser così potente o un acceleratore di particelle, rendendo più semplice l'espansione fino a dimensioni maggiori.
Se la propulsione a fusione potesse essere sviluppata con successo, potrebbe rivoluzionare i viaggi nello spazio. I razzi a fusione potrebbero consentire di viaggiare su Marte nel giro di pochi mesi anziché di anni, e potrebbero anche consentire di viaggiare verso i pianeti esterni e persino verso altre stelle.
Ecco una spiegazione più dettagliata di come funziona la propulsione a fusione:
Fusione a confinamento inerziale (ICF)
L'ICF funziona riscaldando e comprimendo una piccola pallina di combustibile per fusione, provocandone la fusione. Il pellet di combustibile è tipicamente costituito da una miscela di deuterio e trizio, due isotopi dell'idrogeno. Il deuterio e il trizio sono entrambi radioattivi, ma non sono pericolosi quando sono mescolati insieme in una pallina.
La pallina di fusione viene posizionata in una piccola camera chiamata camera bersaglio . La camera bersaglio viene quindi riempita con un laser ad alta potenza o un acceleratore di particelle. Il laser o l'acceleratore di particelle riscalda e comprime la pallina di fusione, provocandone la fusione.
La reazione di fusione rilascia una grande quantità di energia, che viene utilizzata per riscaldare il propellente. Il propellente viene quindi espulso dagli ugelli della navicella per creare spinta.
Fusione a confinamento magnetico (MCF)
L'MCF funziona utilizzando campi magnetici per confinare un plasma di combustibile di fusione, riscaldandolo finché non fonde. Il plasma è costituito da elettroni e ioni liberi e viene creato riscaldando un gas a temperature molto elevate.
I campi magnetici vengono utilizzati per impedire al plasma di toccare le pareti della camera di fusione, il che raffredderebbe il plasma e ne impedirebbe la fusione. I campi magnetici aiutano anche a comprimere il plasma, rendendolo più probabile che si fonda.
La reazione di fusione rilascia una grande quantità di energia, che viene utilizzata per riscaldare il propellente. Il propellente viene quindi espulso dagli ugelli della navicella per creare la spinta.
Vantaggi della propulsione a fusione
La propulsione a fusione presenta una serie di vantaggi rispetto ai tradizionali razzi chimici, tra cui:
* Efficienza molto più elevata. I razzi a fusione potrebbero potenzialmente convertire fino al 90% del loro carburante in energia cinetica, mentre i razzi chimici convertono solo circa il 50% del loro carburante in energia cinetica.
* Portata molto più lunga. I razzi a fusione potrebbero viaggiare molto più lontano con la stessa quantità di carburante dei razzi chimici, rendendoli ideali per missioni di lunga durata su Marte, Giove e oltre.
* Velocità molto più elevate. I razzi a fusione potrebbero potenzialmente raggiungere velocità fino al 10% della velocità della luce, rendendoli ideali per i viaggi interstellari.
Sfide della propulsione a fusione
Ci sono anche una serie di sfide associate alla propulsione a fusione, tra cui:
* L'alto costo di sviluppo. La propulsione a fusione è ancora nelle sue fasi iniziali di sviluppo,
