Il progetto SELENE punta a produrre energia elettrica, tramite un reattore nucleare, grazie a piccole centrali collocate sul nostro satellite, la Luna. Per i centri di ricerca ENEA coinvolti (Frascati, Casaccia, Bologna e Brasimone) è un’opportunità per superare i limiti delle tecnologie energetiche tradizionale.
Il progetto è tutto italiano e il nome con cui è noto si deve alle iniziali di Sistema Energetico Lunare con Energia Nucleare. Da qui, SELENE. L’Agenzia Spaziale Italiana se n’è detta soddisfatta e ha accettato di finanziarlo con i fondi 2023 destinati allo sviluppo di esperimenti scientifici decentralizzati sulla Luna. Capofila è ENEA, l’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile. Lo studio delle tecniche per produrre energia su suolo lunare sono a buon punto, ma esiste ancora ben poco di concreto. Vediamo che cosa intende fare ENEA con SELENE.
Una base permanente sulla Luna
Il progetto prevede la realizzazione di un’infrastruttura lunare che funga da base permanente sul nostro satellite. Il Moon Energy HUB (MEnH) fornirà una base energetica stabile ai futuri insediamenti attraverso l’impiego di piccoli reattori a fissione nucleare. Questi saranno denominati Surface Nuclear Reactors (SNR) e saranno la chiave dell’intero sistema. Il loro funzionamento è stato descritto da Angelo Olivieri, responsabile del Settore Missioni Scientifiche di ASI:
“L’Italia è fortemente impegnata nell’esplorazione della Luna e nella realizzazione di una base lunare permanente. Per quanto riguarda l’approvvigionamento energetico, le soluzioni attualmente disponibili si basano sull’utilizzo di energia solare. Questa non consente ancora di raggiungere gli obiettivi energetici sfidanti per le future attività sulla superficie lunare, a causa dell’alternanza di 14 giorni di luce e 14 di buio sul satellite. Ciononostante, la ricerca di una soluzione tecnologica adeguata rappresenta un campo di ricerca di notevole interesse per l’ASI.”
Il suo collega Francesco Lodi, ricercatore del Laboratorio ENEA per la Progettazione e l’Analisi dei sistemi nucleari, sottolinea come un’infrastruttura di questo tipo possa rappresentare uno storico passo avanti per l’approvvigionamento energetico sul nostro pianeta:
“In prospettiva, queste innovazioni potrebbero consentire di superare i limiti dei pannelli solari che hanno mostrato bassa densità di potenza, scarsa scalabilità, breve vita operativa e vulnerabilità da irraggiamento cosmico. In questo senso, il MEnH segna un passo rivoluzionario nell’esplorazione lunare. Si pone infatti al centro della strategia ed espande, di fatto, le capacità umane sulla Luna.”
SELENE avrà durata triennale e consentirà lo sviluppo di tecnologie e soluzioni avanzate in svariati ambiti. Avanzerà la ricerca nella sensoristica, nell’alta automazione e nella trasmissione di potenza wireless. In aggiunta, permetterà la messa a terra, attraverso una prova sperimentale, di una delle tecnologie più sfidanti del nostro tempo: lo smaltimento del calore. Tra gli altri obiettivi, c’è infatti anche quello di validare le prestazioni del sistema, incrementandone la maturità tecnologica.
Il progetto SELENE
Il progetto ruota intorno al reattore nucleare SNR, che fornirà energia agli insediamenti lunari di prossima realizzazione. Questi reattori di superficie sono piccoli sistemi nucleari modulari avanzati, che hanno una capacità di potenza fino a 300 MW per unità. Tale valore corrisponde a circa un terzo della capacità di generazione del dispositivo tradizionale. In aggiunta, questi device hanno il vantaggio di poter produrre una grande quantità di elettricità, a basse emissioni di carbonio. Inoltre, sono più piccoli di un reattore nucleare convenzionale. La loro modularità ne consente l’assemblaggio delle componenti in fabbrica e il trasporto in luogo soltanto per l’installazione e il successivo utilizzo.
I reattori SNR sfruttano la fissione nucleare per generare calore e, attraverso esso, sono in grado di produrre energia.
Nella stessa ottica di insediamenti umani futuri sul satellite della Terra, ovvero quelle infastrutture (al momento soltanto pianificate e ancora da realizzare) che SELENE sarà in grado di alimentare, la stessa ENEA ha presentato un container hi-tech per coltivare nello spazio micro-ortaggi. La novità, simile alle soluzioni che abbiamo visto in film di fantascienza, è stata realizzata presso il Centro Ricerche ENEA Casaccia. Questo secondo progetto, parallelo a SELENE e finanziato ancora dalla nostra Agenzia Spaziale, è denominato MICROx2. L’obiettivo è la realizzazione di sistemi biorigenerativi per la produzione di cibo fresco, ad alto contenuto di fitonutrienti, utilizzabile dagli astronauti nelle missioni di lunga durata.
Energia nucleare sulla Luna con i Surface Nuclear Reactors
Il progetto SELENE rappresenta un’avanguardia. Il triennio di sperimentazione potrebbe porre le basi per un concreto insediamento dell’umanità sulla Luna. L’energia, naturalmente, è fondamentale per la vita e non è pensabile stabilire una colonia – o un centro ricerca stabile, anche di ridotte dimensioni – su un corpo celeste che ne sia privo. Un reattore nucleare di superficie può ovviare a questo problema. Naturalmente, per poterlo dire con certezza, è necessario poterlo sperimentare. Ecco perché le possibilità di SELENE sono così interessanti: porre un reattore nucleare sul satellite ci darà modo di rendere operativa la successiva fase dell’esplorazione lunare, quella dell’insediamento.
Tra le svariate soluzioni studiate, negli ultimi anni, per portare energia fuori dal nostro pianeta, quella degli SNR pare incoraggiante. Il sistema ha tutte le carte in regola per funzionare. La capacità dei reattori nucleari di rispondere a variazioni di carico energetico e gestire eventuali interruzioni di potenza è un aspetto non trascurabile. Questo metodo di accumulo garantirà flessibilità e affidabilità operativa. Il MEnH sarà dotato di un sistema di trasmissione di energia orientabile, allo scopo di supportare attività a distanza dal centro di generazione, nonchè di un sistema di ricezione mobile destinato ad attività meno energivore.
La collaborazione tra ENEA e ASI
ENEA e l’Agenzia Spaziale Italiana sono partner a tutti gli effetti, in questo progetto. I ricercatori dell’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile non si limiteranno a progettare sistemi di conversione e distribuzione dell’energia tramite SNR, bensì lavoreranno anche all’analisi degli aspetti di decommissioning e della supply chain, nonché alla creazione di una roadmap per l’industrializzazione dell’infrastruttura. Tutte queste operazioni saranno finanziate e coordinate da ASI, che pur non coinvolta direttamente nell’operatività di SELENE, ne supervisionerà il decorso.
