Basi sulla Luna: e l'energia? Solare o nucleare?

Costruire una base spaziale permanente sulla Luna rappresenta un’importante obiettivo che l'umanità si è data per il prossimo futuro: negli ultimi anni sono state condotte varie missioni spaziali con lo scopo di analizzare il suolo lunare e comprendere come rendere sostenibile la vita umana sul satellite naturale della Terra.

Oltre ai problemi riguardanti la ridotta gravità (pari a circa un sesto di quella terrestre) e alle carenze di ossigeno, risorse idriche e ovviamente cibo, è emerso come centrale anche il tema di come procurarsi l'enorme quantità di energia necessaria per svolgere qualsiasi attività lunare.

A tal proposito è stato ipotizzato dapprima l'utilizzo di pannelli solari, abbinati a opportune batterie in grado di conservare l’energia nei momenti in cui non si dispone dell’illuminazione solare. Più di recente è stata proposta invece (dalla Nasa) un'idea che ha suscitato anche polemiche: realizzare un mini reattore nucleare sulla Terra e trasportarlo sulla Luna, così da generare direttamente in loco una quantità di energia sufficiente ai diversi usi.

Una decina d'anni per attivare il reattore nucleare

La Nasa ha dichiarato di volere riportare l'essere umano sulla Luna entro il 2025, tra tre anni insomma, per poi trasformare la presenza umana da occasionale a stabile e creare una base da cui condurre esperimenti e svolgere varie missioni. Si è parlato anche di usare il satellite della Terra come punto di partenza per missioni su Marte. La soluzione per ottenere tutta l’energia necessaria parrebbe rappresentata dalla fissione nucleare.

E non è un'idea campata in aria. Tutte le agenzie, le autorità accademiche e le eccellenze scientifico-tecnologiche statunitensi sono state ufficialmente invitate dalla Nasa a proporre idee valide per concretizzare la proposta di realizzazione del reattore e il relativo trasporto fin sulla Luna. Proprio tra qualche giorno, durante il mese di febbraio, l’agenzia spaziale nordamericana selezionerà i progetti più interessanti, monitorandoli con grande attenzione per un periodo di prova della durata di un anno.

Prima di vedere un impianto nucleare sulla Luna, però, bisognerà attendere ancora qualche anno: è stata infatti fissata per il 2030 la prima missione dimostrativa. In particolare, per quando se ne sa al momento, è prevista la realizzazione del nocciolo del reattore alimentato a uranio con un impianto ad hoc di conversione dell'energia. Inoltre, sarà necessario un sistema di gestione termica, per evitare che il reattore si surriscaldi: un tema per nulla banale, dato che le condizioni climatiche e di pressione e temperatura lunari sono molto diverse da quelle terrestri. L’intero impianto dovrà essere in grado di produrre almeno 40 kilowatt di potenza, continuativamente per almeno 10 anni: grosso modo quanto che serve per alimentare 30 abitazioni terrestri per questo periodo.

L’obiettivo è ottenere una quantità di energia sufficiente per potere portare a termine progetti ambiziosi, consentendo anche tutte quelle attività quotidiane essenziali per la sopravvivenza degli astronauti, dalla preparazione del cibo al riscaldamento delle abitazioni.

La produzione di energia attraverso la fissione nucleare è ritenuta la soluzione più idonea soprattutto per risolvere i problemi della mancata illuminazione durante le notti lunari, che a differenza di quelle terrestri durano intere settimane e sono difficilmente gestibili con batterie abbinate alla tecnologia fotovoltaica a energia solare.

I problemi non mancano

Oltre alle polemiche sul nucleare in sé, ci sono anche alcune criticità tecniche ancora da risolvere prima di potere affermare la fattibilità del progetto. Anzitutto, costruire un reattore nucleare direttamente sulla Luna è pressoché impossibile, di conseguenza verrà realizzato sulla Terra e poi lanciato nello spazio e portato lì. Durante il viaggio bisognerà tenere presenti elementi molto complessi, in quanto gli sbalzi termici, di pressione e di gravità rendono delicatissimi gli spostamenti di strumentazioni sofisticate. Affinché tutto proceda come previsto devono essere rispettati dei parametri precisi: il reattore dovrà essere molto resistente, essere contenuto all’interno di un cilindro di 4 metri di diametro e 6 metri di lunghezza e non potrà pesare più di 6 tonnellate.

Una volta portato sulla Luna poi è essenziale scongiurare l'insorgenza di problematiche tecniche in quanto sarebbe molto difficile svolgere qualsiasi tipo di intervento e riparazione in condizioni così complicate e soprattutto senza l'ingombrante strumentazione idonea. E sarebbe auspicabile, a complicare ancora le cose, riuscire ad accendere e spegnere il reattore direttamente dalla Terra, in condizioni di sicurezza e minimizzando il rischio di un qualsiasi danno ambientale. Rischi e pericoli ci sono, come le polemiche suscitate dalla proposta.

Bisognerà, comunque vada, che venga analizzato con grande attenzione ogni singolo step del processo, per evitare errori in grado di compromettere anni di lavoro e budget da capogiro. E soprattutto, nel caso, evitare pericoli e danni per l'ambiente terrestre e spaziale.  

Pannelli solari sulla Luna

Un’altra soluzione ipotizzata per risolvere (del tutto o almeno in parte) il problema dell’energia sulla Luna è rappresentata dai pannelli solari: oggi si sta facendo ricerca soprattutto per potere utilizzare materiali presenti in abbondanza sul suolo lunare. L’attenzione si è focalizzata sui minuscoli cristalli di pirite (FeS2), che hanno caratteristiche fisiche molto interessanti proprio per la presenza di ferro e zolfo.

L’obiettivo è produrre celle solari direttamente con questi cristalli e assorbire così la maggiore quantità possibile di luce durante i periodi di illuminazione solare. Riuscire e produrre attraverso la pirite l’energia necessaria per le attività sulla Luna rappresenterebbe un enorme passo in avanti verso la sostenibilità della vita umana sul nostro satellite. Ma le incertezze sono ancora tante, a partire dall’efficienza di conversione dell'energia dell’intero sistema.

Di sicuro le celle solari lunari non saranno efficaci quanto quelle sulla Terra, ma la vasta disponibilità di superficie lunare potrebbe permettere di compensare il problema con distese molto vaste di pannelli. Per ora questa nuova tecnologia ha superato i primi test, dimostrando anche la resistenza a un ambiente ostile come quello dello spazio: ora si attendono ulteriori sviluppi per promuovere una soluzione in grado di concretizzare la prospettiva di vita umana stabile sulla Luna.