Mürettebatlı uzay araştırmalarının geleceğine bakıldığında, NASA ve diğer uzay ajansları için belirli teknolojik gereksinimlerin karşılanması gerektiği açıktır. Sadece yeni nesil fırlatma araçlarına ve uzay kapsüllerine ihtiyaç duymaz ( SLS ve Oryon ancak Ay'a, Mars'a ve Güneş Sistemi'ndeki diğer yerlere uzun süreli görevlerin yapılabilmesini sağlamak için yeni enerji üretimi biçimlerine ihtiyaç vardır.
Bu endişeleri ele alan bir olasılık, robotik misyonları, üsleri ve keşif misyonlarını güçlendirebilen hafif bir fisyon güç sistemi olan Kilopower'dır. Enerji Departmanı Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi (NNSA) ile işbirliği içinde, NASA kısa bir süre önce Ay, Mars ve ötesine uzun süreli mürettebatlı görevler yapabilen yeni bir nükleer reaktör güç sisteminin başarılı bir gösterisini gerçekleştirdi.
Kilopower Reactor Stirling Teknolojisini Kullanarak (KRUSTY) deneyi olarak bilinen teknoloji, 2 Mayıs Çarşamba günü NASA’nın Glenn Araştırma Merkezi’ndeki son basın toplantısında tanıtıldı. NASA'ya göre, bu güç sistemi 10 kilowatt'a kadar elektrik gücü üretebiliyor - on yıl boyunca sürekli olarak birkaç haneye yeteri kadar güç ya da Ay ya da Mars'ta bir karakol.
NASA’nın Uzay Teknolojisi Misyon Direktörlüğü (STMD) başkan yardımcısı Jim Reuter olarak, yakın zamanda yapılan bir NASA basın açıklamasında açıkladı:
“Güvenli, verimli ve bol enerji gelecekteki robot ve insan keşiflerinin anahtarı olacak. Kilopower projesinin, geliştikçe ay ve Mars güç mimarilerinin önemli bir parçası olmasını bekliyorum. ”
Prototip güç sistemi, reaktörün ısısını elektriğe dönüştüren yüksek verimli Stirling motorlarına aktarmak için küçük bir katı uranyum-235 reaktör çekirdeği ve pasif sodyum ısı boruları kullanır. Bu güç sistemi, ay gibi gecelerin Dünya'daki 14 güne eşdeğer olması nedeniyle güneş dizilerini kullanarak elektrik üretiminin zor olduğu Ay gibi konumlar için idealdir.
Ayrıca, ay keşfi için birçok plan kalıcı gölgeli kutup bölgelerinde veya sabit yeraltı lav tüplerinde karakol inşa etmeyi içerir. Mars'ta güneş daha bol miktarda bulunur, ancak gezegenin günlük döngüsüne ve hava durumuna (toz fırtınaları gibi) tabidir. Dolayısıyla bu teknoloji, güneş ışığı gibi aralıklı kaynaklara bağımlı olmayan sabit bir güç kaynağı sağlayabilir. Glenn'in baş Kilopower mühendisi Marc Gibson'ın dediği gibi:
“Kilopower bize çok daha yüksek güç görevleri yapma ve Ay'ın gölgeli kraterlerini keşfetme yeteneği veriyor. Ay'da ve diğer gezegenlere uzun süreli konaklamalar için astronotlar göndermeye başladığımızda, daha önce hiç ihtiyaç duymadığımız yeni bir güç sınıfı gerekecektir. ”
Kilopower deneyi, Kasım ve Mart 2017 arasında NNSA'nın Nevada Ulusal Güvenlik Sitesinde (NNSS) gerçekleştirildi. Sistemin fisyon yoluyla elektrik üretebileceğini göstermenin yanı sıra, deneyin amacı da istikrarlı ve güvenli olduğunu göstermekti. herhangi bir ortamda. Bu nedenle Kilopower ekibi deneyde dört aşamada çalışır.
Güç olmadan yürütülen ilk iki faz, sistemdeki her bileşenin düzgün çalıştığını doğruladı. Üçüncü aşamada ekip, 28 saatlik tam güç test çalışmasından oluşan dördüncü aşamaya geçmeden önce çekirdeği yavaşça ısıtmak için gücü artırdı. Bu aşama, bir reaktör başlatma, tam güce ulaşma, sürekli çalışma ve kapatma içeren bir görevin tüm aşamalarını simüle etti.
Deney boyunca ekip, sistemin güç kesintilerini, başarısız motorları ve başarısız ısı borusunu içeren çalışmaya devam etmesini sağlamak için çeşitli sistem arızalarını simüle etti. Boyunca, KRUSTY jeneratörü elektrik sağlamaya devam etti ve uzay araştırmalarına ne fırlattığına dayanabileceğini kanıtladı. Gibson'ın belirttiği gibi:
“Sistemi hızlandırdık. Reaktörü çok iyi anlıyoruz ve bu test sistemin çalışmak için tasarladığımız şekilde çalıştığını kanıtladı. Hangi ortama maruz kaldığımız önemli değil, reaktör çok iyi performans gösteriyor. ”
Geleceğe bakıldığında, Kilopower projesi NASA'nın Oyun Değişen Gelişim (GCD) programının bir parçası olarak kalacaktır. NASA'nın Uzay Teknolojisi Misyon Müdürlüğü'nün (STMD) bir parçası olarak, bu programın amacı Ajansın gelecekteki uzay misyonları için tamamen yeni yaklaşımlara yol açabilecek alan teknolojilerini geliştirmektir. Sonunda, ekip 2020 yılına kadar Teknoloji Gösteri Misyonu (TDM) programına geçiş yapmayı umuyor.
Her şey yolunda giderse, KRUSTY reaktörü Ay ve Mars'ta kalıcı insan karakollarına izin verebilir. Yerel su buzu kaynaklarından hidrazin yakıtı ve yerel regolitten inşaat malzemeleri üretmek için Yerinde Kaynak Kullanımı'na (ISRU) dayanan misyonlara da destek verebilir.
Temel olarak, robotik görevler Ay'a, yerel regolitten 3D baskı üslerine monte edildiğinde ve astronotlar (bugün Uluslararası Uzay İstasyonunda yaptıkları gibi) araştırma ve deneyler yapmak için Ay'a düzenli geziler yapmaya başladılar, bu KRUSTY reaktörleri olabilir onlara tüm güç ihtiyaçlarını karşılayacak. Birkaç on yıl içinde, aynı durum Mars ve hatta dış Güneş Sistemindeki yerler için de geçerli olabilir.
Bu reaktör sistemi aynı zamanda nükleer-termal ya da nükleer-elektrik tahrikine dayanan roketlerin önünü açabilir ve Dünya'nın ötesinde hem daha hızlı hem de daha düşük maliyetli görevlere olanak sağlayabilir!
NASA 360'ın izniyle, GCD programının bu videosunun keyfini çıkarın:
