În ceea ce privește viitorul explorării spațiale echipate, NASA și alte agenții spațiale este clar că trebuie îndeplinite anumite cerințe tehnologice. Nu numai că este nevoie de o nouă generație de vehicule de lansare și capsule spațiale (cum ar fi SLS și Orion nave spațiale), dar sunt necesare noi forme de producție de energie pentru a se asigura că misiunile de lungă durată pe Lună, Marte și alte locații din Sistemul Solar pot avea loc.
O posibilitate care abordează aceste preocupări este Kilopower, un sistem de alimentare cu fisiune ușoară care ar putea alimenta misiuni robotizate, baze și misiuni de explorare. În colaborare cu Administrația Națională a Securității Nucleare a Departamentului Energiei (NNSA), NASA a efectuat recent o demonstrație de succes a unui nou sistem de alimentare cu reactor nuclear care ar putea permite misiuni cu echipaj de lungă durată pe Lună, Marte și nu numai.
Cunoscută drept reacția Kilopower folosind tehnologia Stirling (KRUSTY), tehnologia a fost dezvăluită la o conferință de știri recentă, miercuri, 2 mai, la Centrul de Cercetare Glenn al NASA. Conform NASA, acest sistem de alimentare este capabil să genereze până la 10 kilowati de energie electrică - suficientă energie mai multe gospodării continuu timp de zece ani, sau un avanpost pe Lună sau Marte.
După cum a explicat Jim Reuter, administratorul asociat al NASA pentru Direcția Misiune Tehnologiei Spațiale (STMD), într-un comunicat de presă recent al NASA:
„Energia sigură, eficientă și abundentă va fi cheia viitoarelor explorări robotice și umane. Mă aștept ca proiectul Kilopower să fie o parte esențială a arhitecturilor lunare și a puterii Marte pe măsură ce evoluează. ”
Sistemul de alimentare cu prototip utilizează un mic nucleu de uraniu-235 solid și tuburi de căldură pasive de sodiu pentru a transfera căldura reactorului la motoarele Stirling de înaltă eficiență, care transformă căldura în electricitate. Acest sistem de alimentare este ideal pentru locații precum Luna, unde generarea de energie folosind tablouri solare este dificilă, deoarece nopțile lunare sunt echivalente cu 14 zile pe Pământ.
În plus, multe planuri de explorare lunară implică construirea de avanposturi în regiunile polare cu umbră permanentă sau în tuburi de lavă subterane stabile. Pe Marte, soarele este mai abundent, dar este supus ciclului diurn al planetei și vremii (cum ar fi furtunile de praf). Prin urmare, această tehnologie ar putea asigura o furnizare constantă de energie care nu depinde de surse intermitente, cum ar fi lumina solară. După cum spunea Marc Gibson, inginerul principal al Kilopower la Glenn:
„Kilopower ne oferă capacitatea de a face misiuni mult mai mari de putere și de a explora craterele umbrate ale Lunii. Când începem să trimitem astronauți pentru șederi lungi pe Lună și către alte planete, va fi nevoie de o nouă clasă de putere de care nu am mai avut nevoie până acum. "
Experimentul Kilopower a fost desfășurat pe site-ul de securitate național (NNSS) al NNSA în perioada noiembrie-martie 2017. Pe lângă demonstrarea faptului că sistemul poate produce energie electrică prin fisiune, scopul experimentului a fost, de asemenea, să demonstreze că este stabil și sigur. în orice mediu. Din acest motiv, echipa Kilopower conduce experimentul în patru faze.
Primele două faze, care au fost realizate fără putere, au confirmat că fiecare componentă a sistemului a funcționat corect. Pentru a treia fază, echipa a crescut puterea de a încălzi miezul lent înainte de a trece la faza patru, care a constat într-un test de 28 de ore, cu putere completă. Această fază a simulat toate etapele unei misiuni, care includea o pornire a reactorului, o ascensiune până la puterea maximă, funcționarea constantă și oprirea.
De-a lungul experimentului, echipa a simulat diferite defecțiuni ale sistemului pentru a se asigura că sistemul va continua să funcționeze - care includ reduceri de putere, motoare care au eșuat și conducta de căldură eșuată. Pe tot parcursul, generatorul KRUSTY a continuat să furnizeze energie electrică, dovedind că poate suporta orice explorare spațială aruncă la el. După cum a indicat Gibson:
„Am pus sistemul în pas. Înțelegem foarte bine reactorul și acest test a dovedit că sistemul funcționează așa cum l-am proiectat pentru a funcționa. Indiferent în ce mediu îl expunem, reactorul funcționează foarte bine. "
Privind în viitor, proiectul Kilopower va rămâne o parte a programului NASC Game Changing Development (GCD). Ca parte a Direcției Misiunii Tehnologiei Spațiale (STMD) a NASA, obiectivul acestui program este de a promova tehnologii spațiale care pot duce la abordări cu totul noi pentru viitoarele misiuni spațiale ale agenției. În cele din urmă, echipa speră să facă trecerea la programul Mission Demonstration Technology (TDM) până în 2020.
Dacă totul merge bine, reactorul KRUSTY ar putea permite avanposturi umane permanente pe Lună și Marte. De asemenea, ar putea oferi sprijin misiunilor care se bazează pe Utilizarea resurselor in situ (ISRU) pentru a produce combustibil hidrazinic din surse locale de gheață de apă și materiale de construcție din regulit local.
Practic, când misiunile robotice sunt montate pe Lună pe baze de imprimare 3D din regulit local, iar astronauții încep să efectueze excursii regulate pe Lună pentru a efectua cercetări și experimente (așa cum fac astăzi la Stația Spațială Internațională), ar putea fi reactoare KRUSTY care le vor asigura toate nevoile de putere. În câteva decenii, același lucru ar putea fi valabil și pentru Marte și chiar pentru locațiile din Sistemul Solar exterior.
Acest sistem de reactor ar putea, de asemenea, să deschidă calea către rachetele care se bazează pe propulsia nuclear-termică sau nucleară-electrică, permițând misiuni dincolo de Pământ, care sunt atât mai rapide, cât și mai rentabile!
Și asigurați-vă că vă puteți bucura de acest videoclip al programului GCD, prin amabilitatea NASA 360:
