Il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha testato un nuovo motore al litio, pensato per spingere veicoli spaziali di grandi dimensioni con meno propellente rispetto ai razzi chimici tradizionali.

Non parliamo di un motore pronto al lancio, però il risultato ottenuto apre una strada tecnica rilevante: spingere sonde, cargo e un domani anche missioni con equipaggio usando una trazione continua, più efficiente e adatta ai lunghi viaggi nello spazio profondo.

Motore al litio NASA, il test da 120 kW

Il prototipo provato da NASA JPL è un propulsore magnetoplasmadinamico, spesso indicato come MPD thruster. Durante il test ha raggiunto una potenza fino a 120 kilowatt, un livello superiore a quello dei propulsori elettrici oggi operativi sulle missioni NASA.

Il dato va letto nel modo giusto: un motore elettrico spaziale non funziona come un razzo chimico, quindi non offre una spinta violenta in pochi minuti. Lavora invece per molto tempo, con una forza più bassa ma costante, così può accumulare velocità in modo progressivo, riducendo allo stesso tempo la quantità di propellente richiesta.

Nel caso del nuovo prototipo, il litio viene portato sotto forma di vapore metallico e poi trasformato in plasma. A quel punto entrano in gioco correnti molto elevate e campi magnetici, che accelerano il plasma e generano spinta.

Come funziona il propulsore al plasma di litio

La tecnologia MPD non nasce oggi: la NASA e altri centri di ricerca la studiano dagli anni Sessanta, ma finora non è mai arrivata a un impiego operativo nello spazio. Il motivo è semplice: far funzionare un propulsore di questo tipo ad alta potenza, per molte ore, richiede materiali, gestione termica e sistemi di alimentazione complessi.

Nel test JPL, l’elettrodo centrale in tungsteno ha raggiunto temperature superiori a 2.800 gradi Celsius. È un valore estremo, ma necessario per simulare condizioni di lavoro molto dure. Un motore destinato a viaggi interplanetari non deve solo accendersi. Deve restare affidabile per migliaia di ore.

Questo è il passaggio più delicato. Il test dimostra che il prototipo funziona e che può arrivare ai livelli di potenza previsti in questa prima fase. Ora bisogna capire quanto questa tecnologia possa reggere su cicli più lunghi e con potenze ancora superiori.

Motore al litio NASA e missioni verso Marte

Per una missione umana verso Marte, la NASA valuta sistemi da 2 a 4 megawatt complessivi. Non basterebbe quindi un singolo propulsore da 120 kW. Servirebbe un gruppo di motori più potenti, probabilmente alimentati da un sistema di propulsione elettrica nucleare.

L’obiettivo dei prossimi anni è arrivare a unità comprese tra 500 kW e 1 megawatt ciascuna. A quel punto, più propulsori potrebbero lavorare insieme per spingere veicoli molto più grandi rispetto alle sonde robotiche attuali.

La differenza è sostanziale: una missione con equipaggio porta con sé moduli abitativi, scorte, sistemi di supporto vitale, schermature, acqua, cibo e strumenti scientifici. Serve quindi ridurre massa e propellente ovunque sia possibile, senza compromettere sicurezza e affidabilità.

Perché la propulsione elettrica cambia i viaggi spaziali

La propulsione elettrica può usare fino al 90% di propellente in meno rispetto ai sistemi chimici tradizionali. Questo non significa viaggi istantanei, né rende semplice una missione su Marte. Però può cambiare la progettazione dei veicoli, soprattutto nelle missioni di lunga durata.

Un razzo chimico resta fondamentale per lasciare la Terra. La propulsione elettrica, invece, diventa interessante nello spazio, dove la spinta continua può lavorare per settimane o mesi. In questo scenario, anche una piccola accelerazione ripetuta nel tempo permette di raggiungere velocità elevate.

La NASA usa già propulsori elettrici su missioni robotiche, come Psyche. Il nuovo motore al litio punta però a una classe superiore, più adatta a veicoli pesanti e a missioni con carichi maggiori.

Il nodo dell’energia nucleare elettrica

Per portare questa tecnologia verso Marte, la parte motore non basta, serve anche una fonte energetica stabile, potente e adatta allo spazio profondo. Per questo la NASA collega lo sviluppo dei propulsori MPD al programma di propulsione nucleare elettrica.

In pratica, un reattore produrrebbe energia elettrica, poi usata dai propulsori per accelerare il plasma. È un’impostazione diversa rispetto alla propulsione nucleare termica, dove il calore del reattore viene usato direttamente per espellere propellente.

La soluzione elettrica ha un potenziale elevato per missioni lunghe e veicoli cargo, tuttavia richiede ancora molti test. I motori devono resistere al calore, lavorare per migliaia di ore e mantenere prestazioni stabili.

Marte resta lontano, ma la strada tecnica avanza

Il test del motore al litio da parte della NASA non accorcia da solo il viaggio verso Marte. Non trasforma una missione umana in un progetto immediato, però offre un tassello tecnico importante, perché dimostra che un propulsore elettrico alimentato a litio può funzionare a potenze mai raggiunte prima negli Stati Uniti per questo tipo di sistema.

Ora la sfida passa dalla singola accensione alla durata: bisogna aumentare la potenza, validare i materiali e costruire un’architettura completa, con più propulsori e una fonte energetica adeguata.

Se questa tecnologia arriverà a maturità, potrà rendere più gestibili le missioni verso Marte e aprire nuove possibilità anche per sonde dirette nel Sistema Solare esterno: non è fantascienza pronta al decollo, ma ingegneria spaziale che inizia a mostrare risultati misurabili.