A személyzettel ellátott űrkutatás jövőjét tekintve a NASA és más űrügynökségek számára egyértelmű, hogy bizonyos technológiai követelményeket teljesíteni kell. Nemcsak új generációs hordozóeszközökre és űrkapszulákra van szükség (mint például a SLS és Orion űrhajók), de az energiatermelés új formáira van szükség annak biztosításához, hogy hosszú távú missziók kerülhessenek a Holdra, a Marsra és a Naprendszer más helyeire.
Az egyik lehetőség ezekre az aggályokra a Kilopower, egy könnyű hasadási energiarendszer, amely robotmissziókat, bázisokat és felderítő missziókat hajthat végre. Az Energiaügyi Minisztérium Nemzeti Nukleáris Biztonsági Igazgatóságával (NNSA) együttműködve a NASA a közelmúltban sikeresen bemutatta egy új nukleáris reaktor energiarendszert, amely hosszú távú személyzettel történő kiküldetést tesz lehetővé a Holdon, a Marson és azon túl.
A Stirling Technology (KRUSTY) kísérlettel rendelkező Kilopower-reaktorként ismert technológiát a közelmúltban, május 2-án, szerdán, a NASA Glenn Kutatóközpontjában tartott sajtótájékoztatón mutatták be. A NASA szerint ez az energiarendszer akár 10 kilovatt elektromos energiát képes előállítani - elegendő energia több háztartás számára folyamatosan tíz évig, vagy egy előőrs a Holdon vagy a Marson.
Ahogyan Jim Reuter, a NASA az Űrtechnológiai Misszió Igazgatóságának (STMD) megbízott társigazgatója magyarázta a NASA nemrégiben kiadott sajtóközleményében:
„A biztonságos, hatékony és bőséges energia lesz a jövőbeni robot- és emberi felfedezés kulcsa. Azt várom, hogy a Kilopower projekt alapvető részét képezzék a hold- és a mars erőműveknek a fejlődésük során. ”
A prototípus energiarendszerben kicsi szilárd urán-235 reaktormagot és passzív nátrium hőcsöveket alkalmaznak, hogy a reaktor hőjét a nagy hatékonyságú Stirling motorokhoz továbbítsák, amelyek a hőt elektromosá alakítják. Ez az energiarendszer ideális olyan helyekre, mint a Hold, ahol a napelemekkel történő energiatermelés nehéz, mivel a hold éjszaka a Földön 14 napnak felel meg.
Ezenkívül sok holdkutatási terv magában foglalja az előzetes szakaszok építését az állandóan árnyékolt sarki régiókban vagy stabil földalatti lávacsövekben. A Marson a napsütés bővebb, de a bolygó napi ciklusának és időjárásának (például porviharok) függvényében. Ez a technológia tehát biztosítja az állandó energiaellátást, amely nem függ az időszakos forrásoktól, például a napfénytől. Ahogy Marc Gibson, a Glenn vezető kilopower mérnöke mondta:
„A Kilopower lehetővé teszi számunkra, hogy sokkal magasabb hatalmi küldetéseket hajtsunk végre, és felfedezzük a Hold árnyékolt krátereit. Amikor elkezdünk űrhajósokat küldeni a Holdon és más bolygókon való hosszú távú tartózkodáshoz, ehhez új erőosztályra lesz szükség, amelyre soha nem volt szükségünk. "
A Kilopower kísérletet az NNSA Nevada Nemzetbiztonsági Helyén (NNSS) végezték 2017. november és március között. A kísérlet célja annak demonstrálása mellett, hogy a rendszer hasadással képes áramot előállítani, a kísérlet célja az is, hogy megbizonyosodjon arról, hogy stabil és biztonságos. bármilyen környezetben. Ezért a Kilopower csapata négy szakaszban folytatja a kísérletet.
Az első két fázis, amelyet tápfeszültség nélkül hajtottak végre, megerősítette, hogy a rendszer minden alkotóeleme megfelelően működött. A harmadik szakaszban a csapat növelte az erőt a mag lassú melegítésére, mielőtt továbbmenne a negyedik szakaszba, amely egy 28 órás teljes teljesítményű tesztfutásból állt. Ez a fázis a küldetés minden szakaszát szimulálta, amely magában foglalta a reaktor indítását, a teljes teljesítmény elérését, a folyamatos működést és a leállást.
A kísérlet során a csapat különféle rendszerhibákat szimulált, hogy biztosítsa a rendszer működését - ideértve az energiacsökkentést, a meghibásodott motorokat és a meghibásodott hőcsövet. Az egész KRUSTY generátor folyamatosan villamos energiát szolgáltatott, bizonyítva, hogy képes elviselni bármit is, amit az űrkutatás okoz. Amint Gibson jelezte:
„A rendszert az ütemében hajtottuk végre. Nagyon jól megértjük a reaktort, és ez a teszt bebizonyította, hogy a rendszer úgy működik, ahogyan azt terveztük. Nem számít, milyen környezetnek tesszük ki, a reaktor nagyon jól teljesít.
A kilopower projekt a jövőben a NASA Game Changing Development (GCD) programjának részét képezi. A NASA Űrtechnológiai Misszió Igazgatósága (STMD) részeként ennek a programnak az célja az űrtechnológiák fejlesztése, amelyek teljesen új megközelítéseket eredményezhetnek az Ügynökség jövőbeni űrhajózási missziói számára. Végül a csapat azt reméli, hogy 2020-ra átáll a technológiai demonstrációs misszió (TDM) programjára.
Ha minden jól megy, a KRUSTY reaktor lehetővé tenné állandó emberi kiutazásokat a Holdon és a Marson. Támogatást nyújthat azon missziók számára is, amelyek az in situ erőforrás-felhasználáson (ISRU) támaszkodnak, hogy hidrazin-üzemanyagot állítsanak elő a helyi vízjégforrásokból és az építőanyagokat a helyi regolitból.
Alapvetõen, ha a robotokra küldenek a Holdra 3D nyomtatási bázisokat a helyi regolitból, és az űrhajósok elkezdenek rendszeres kirándulásokat tenni a Holdra, hogy kutatásokat és kísérleteket végezzenek (mint például ma a Nemzetközi Űrállomáson), akkor ez KRUSTY reaktor lehet. amelyek biztosítják számukra az összes energiaigényüket. Néhány évtized alatt ugyanez vonatkozhatna a Marsra és akár a külső Naprendszer helyzeteire is.
Ez a reaktorrendszer előkészítheti az utat olyan rakétákhoz is, amelyek nukleáris-termikus vagy nukleáris-elektromos meghajtásra támaszkodnak, lehetővé téve a Földön túli küldetések gyorsabb és költséghatékonyabb végrehajtását!
És ne felejtsd el élvezni ezt a GCD-programot a NASA 360 jóvoltából:
