Gledajući u budućnost svemirskog istraživanja svemira, NASA i ostale svemirske agencije jasno je da moraju biti ispunjeni određeni tehnološki zahtjevi. Ne samo da su potrebne nove generacije lansirnih vozila i svemirske kapsule (poput SLS i Orion svemirske letjelice), ali potrebni su novi oblici proizvodnje energije kako bi se osiguralo da se mogu održati dugotrajne misije na Mjesec, Mars i druge lokacije u Sunčevom sustavu.
Jedna od mogućnosti koja rješava ove probleme je Kilopower, lagani sustav električne energije za fisiju koji bi mogao pokretati robotske misije, baze i istraživačke misije. U suradnji s Nacionalnom upravom za nuklearnu sigurnost Ministarstva energetike (NNSA), NASA je nedavno provela uspješnu demonstraciju novog sustava za nuklearni reaktor koji bi mogao omogućiti dugotrajne misije posade na Mjesec, Mars i šire.
Poznata kao reaktor Kilopower pomoću Stirling tehnologije (KRUSTY), ova tehnologija je otkrivena na nedavnoj konferenciji za novinare u srijedu, 2. svibnja, u NASA-inom istraživačkom centru Glenn. Prema NASA-i, ovaj elektroenergetski sustav sposoban je proizvesti do 10 kilovata električne energije - dovoljna je snaga nekoliko domaćinstava neprekidno tijekom deset godina ili je ispostava na Mjesecu ili Marsu.
Kao što je Jim Reuter, NASA-in vršilac dužnosti pomoćnog administratora Direkcije za svemirsku tehnologiju (STMD), objasnio je u nedavnom priopćenju za NASA:
„Sigurna, učinkovita i obilna energija bit će ključ budućeg robotskog i ljudskog istraživanja. Očekujem da će projekt Kilopower biti esencijalni dio lunarne i Marsove arhitekture moći kako se razvijaju. "
Prototip elektroenergetskog sustava koristi malu čvrstu reakcijsku jezgru uranij-235 i pasivne natrijeve toplinske cijevi za prijenos reaktorske topline u Stirlingove motore visokog učinka koji toplinu pretvaraju u električnu energiju. Ovaj elektroenergetski sustav idealno je prilagođen lokacijama poput Mjeseca, gdje je stvaranje energije pomoću solarnih polja teško, jer su mjesečeve noći jednake 14 dana na Zemlji.
Pored toga, mnogi planovi za lunarno istraživanje uključuju izgradnju stanova u trajno zasjenjenim polarnim regijama ili u stabilnim podzemnim cijevima lave. Na Marsu je sunčano vrijeme obilnije, ali podložno dnevnom ciklusu i vremenskim prilikama planete (poput olujnih oluja). Ova bi tehnologija stoga mogla osigurati stalnu opskrbu energijom koja nije ovisna o povremenim izvorima poput sunčeve svjetlosti. Kao što je rekao Marc Gibson, vodeći inženjer Kilopower-a u Glennu:
„Kilopower nam omogućava da radimo misije veće snage i da istražujemo kratere Mjeseca u sjeni. Kada počnemo slati astronaute za dugotrajni boravak na Mjesecu i drugim planetima, to će zahtijevati novu klasu snage koja nam prije nikad nije bila potrebna. "
Eksperiment Kilopower proveden je na lokaciji Nacionalne sigurnosti NNSA-e u Nevadi (NNSS) između studenog i ožujka 2017. Osim što je pokazao da sustav može proizvoditi električnu energiju putem fisije, svrha eksperimenta je bila i pokazati da je stabilan i siguran u bilo kojem okruženju. Iz tog razloga, Kilopower tim eksperiment provodi u četiri faze.
Prve dvije faze, koje su izvedene bez napajanja, potvrdile su da svaka komponenta sustava funkcionira ispravno. Za treću fazu, tim je povećao snagu kako bi polako zagrijavao jezgru prije nego što je prešao na četvero fazu, koja se sastojala od 28-satnog testiranja pune snage. Ova faza simulirala je sve faze misije, što uključuje puštanje u pogon reaktora, uspon do pune snage, stalan rad i gašenje.
Tijekom eksperimenta, tim je simulirao razne kvarove na sustavu kako bi osigurao da će sustav nastaviti raditi - što uključuje smanjenje snage, neispravne motore i neuspjelu toplinsku cijev. Generator KRUSTY neprekidno je opskrbljivao električnom energijom, dokazujući da može izdržati bez obzira na to što svemirska istraživanja bacaju. Kao što je Gibson naznačio:
"Mi smo postavili sustav kroz tempo. Vrlo dobro razumijemo reaktor, a ovaj test pokazao je da sustav radi onako kako smo ga projektirali. Bez obzira kojem okruženju smo ga izložili, reaktor djeluje vrlo dobro. "
Gledajući unaprijed, projekt Kilopower ostat će dio NASA-inog programa za promjenu igara za igru (GCD). Kao dio NASA-ine Direkcije za svemirsku tehnologiju (STMD), cilj ovog programa je unapređivanje svemirskih tehnologija koje mogu dovesti do potpuno novih pristupa budućim svemirskim misijama Agencije. Na kraju se tim nada da će prijeći na program Tehnološka demonstracijska misija (TDM) do 2020. godine.
Ako sve bude dobro, KRUSTY reaktor mogao bi omogućiti trajne ljudske ispostave na Mjesecu i Marsu. Također može pružiti podršku misijama koje se oslanjaju na in-situ korištenje resursa (ISRU) za proizvodnju hidrazin goriva iz lokalnih izvora vodenog leda i građevinske materijale iz lokalnog regolita.
U osnovi, kada su robotske misije montirane na Mjesec da bi 3D ispisale baze iz lokalnog regolita, a astronauti počinju redovno putovati na Mjesec radi istraživanja i eksperimenata (kao što to čine danas do Međunarodne svemirske stanice), to bi mogli biti KRUSTY reaktori koji im osiguravaju sve njihove potrebe za moći. Za nekoliko desetljeća to bi moglo biti istinito za Mars, pa čak i za lokacije u vanjskom Sunčevom sustavu.
Ovaj bi reaktorski sustav također mogao otvoriti put raketama koje se oslanjaju na nuklearno-toplotni ili nuklearno-električni pogon, omogućujući misije izvan Zemlje, koje su i brže i isplativije!
I uživajte u ovom videu GCD programa, ljubaznošću NASA 360:
