L’uso dell’energia nucleare nelle navicelle spaziali per missioni di lunga durata, come l’esplorazione dello spazio profondo, non è un concetto nuovo. Gli sviluppi scientifici in questo campo iniziarono già negli anni Cinquanta, con progressi significativi guidati dagli Stati Uniti e dall’Unione Sovietica. Tuttavia, tra gli anni Novanta e Duemila, l’interesse per l’energia nucleare applicata alle navicelle spaziali diminuì a causa delle crescenti preoccupazioni per la sicurezza, in particolare dopo incidenti che provocarono esplosioni e la conseguente formazione di detriti spaziali. Di conseguenza, i reattori nucleari furono evitati in diverse missioni.
Negli ultimi anni, i progressi nella tecnologia e nell’innovazione hanno rinnovato l’interesse per l’uso dell’energia nucleare nello spazio. Questa rinascita è guidata dalle iniziative di alcune agenzie spaziali nazionali, come lo sviluppo di sistemi di propulsione nucleare destinati a sostenere le future basi lunari e gli habitat su Marte.
In questo contesto, abbiamo condotto un’analisi bibliometrica approfondita utilizzando il software VOSviewer per esaminare le tendenze e i modelli nella ricerca sui veicoli spaziali a propulsione nucleare. L’analisi prende in considerazione 2.592 articoli, tra atti di conferenze e riviste in lingua inglese, pubblicati tra il 1° gennaio 1960 e il 30 giugno 2025, indicizzati nella banca dati Scopus utilizzando i termini di ricerca “nuclear” AND “spacecraft”. Queste pubblicazioni sono state selezionate per la loro rilevanza nelle applicazioni dell’energia nucleare nei veicoli spaziali. I risultati bibliometrici includono analisi delle reti di collaborazione internazionale e dei cluster tematici di ricerca.
L’analisi della co-autorialità evidenzia che gli Stati Uniti sono il paese più attivo in questo campo. Tuttavia, la ricerca statunitense tende ad essere concentrata a livello nazionale, con una collaborazione internazionale limitata. Al contrario, i paesi europei mostrano un impegno moderato e tendono a collaborare più a livello regionale, probabilmente a causa di una maggiore cautela riguardo alla sicurezza nucleare. Cina e Giappone evidenziano alcune interconnessioni, ma non hanno ancora raggiunto il volume di ricerca degli Stati Uniti. Interessante notare come tra i nuovi contributori in questo settore emergano India, Iran e Arabia Saudita.
Figura 1: Collaborazione internazionale nella ricerca sull’energia nucleare spaziale (analisi della co-autorialità)
L’analisi della co-occorrenza dei temi di ricerca evidenzia quattro cluster principali, identificati mediante i colori nella visualizzazione di VOSviewer:
- Viola – Propulsione Termonucleare e Propulsione Nucleare Elettrica
Questo è il cluster più grande e mette in evidenza i due principali approcci tecnologici nel campo più ampio della propulsione nucleare per veicoli spaziali, in particolare per missioni oltre l’orbita terrestre bassa.
- Verde – Fonti Radioisotopiche e Sicurezza
Questo tema si concentra sui radioisotopi utilizzati come fonti di carburante nei sistemi di energia nucleare, in particolare il Plutonio-238 (Pu-238), che alimenta i Generatori Termoelettrici a Radioisotopi. Altri isotopi studiati includono Polonio-210, Stronzio-90, Curio-244 e Americio-241. Tra questi, il Pu-238 è ampiamente considerato il più sicuro e affidabile per missioni nello spazio profondo.
- Rosso – Protezione dalle Radiazioni e Schermatura
La schermatura dalle radiazioni è un’area di ricerca cruciale che riguarda sia le emissioni interne dai sistemi nucleari (ad es. Generatori Termoelettrici a Radioisotopi e reattori a fissione) sia le minacce esterne come raggi cosmici e particelle solari. La ricerca si concentra su materiali schermanti leggeri, studi sull’interazione radiazione-materiale e progetti protettivi ottimizzati per garantire la sicurezza dell’equipaggio e delle apparecchiature durante le missioni nello spazio profondo.
- Arancione – Detriti Spaziali
I detriti spaziali rappresentano un rischio significativo per i veicoli spaziali a propulsione nucleare, con il potenziale di causare guasti di contenimento a seguito di impatti accidentali o persino attacchi intenzionali. La ricerca in questo settore mira a sviluppare schermature resistenti agli impatti e progetti di reattori sicuri per prevenire il rilascio di materiali radioattivi e garantire la sicurezza operativa in ambienti spaziali ricchi di detriti o ostili.
Figura 2: Quattro principali cluster di ricerca sull’energia nucleare spaziale
(analisi della co-occorrenza)
Questi quattro cluster evidenziano sia i potenziali benefici sia i rischi legati all’uso dell’energia nucleare nei veicoli spaziali, in particolare le preoccupazioni relative ai pericoli dei materiali radioattivi e alla crescente minaccia della guerra nello spazio. Per garantire un uso sostenibile e responsabile dell’energia nucleare nello spazio, suggeriamo ulteriori discussioni tra esperti che potrebbero portare allo sviluppo di quattro strategie chiave:
- Promozione dello sviluppo di tecnologie nucleari più sicure
- Implementazione di standard di protezione dalle radiazioni e dai detriti spaziali
- Impegno per l’uso pacifico e politiche di anti-militarizzazione
- Rafforzamento dei quadri di governance spaziale
Queste quattro strategie mirano a orientare le future missioni spaziali verso un uso sostenibile, sicuro e pacifico dell’energia nucleare. Soprattutto, l’energia nucleare nei veicoli spaziali deve essere valutata con attenzione per garantire che apporti benefici all’intera umanità.
Nota: Questo articolo è stato scritto dal Dr. Nonthapat PULSIRI (TBS Education/La Chaire SIRIUS) e revisionato dal Prof. Victor DOS SANTOS PAULINO (TBS Education/La Chaire SIRIUS)
