모든 것이 잘된다면, 다음 10 년 중 언젠가 미국의 착륙선이 작은 핵 원자로를 타고 달 기지에 도착하게 될 것입니다.이 원자로 안에는 붕소 막대가 우라늄 더미에 붙어 핵 연쇄 반응을 일으킬 것입니다. 우라늄 원자를 분해하고 열을 방출 한 다음,이 열은 발전기로 전달되어 달 착륙선에 빛을 가져옵니다.
미 항공 우주국 (NASA)은 반세기 동안 우주에서 사용할 수있는 원자로를 만들기 위해 노력해 왔으며 새롭게 설계된 시험을 완료했다.이 새로운 원자로는 킬 파워 (Kilopower)라고 불리며 다음 이정표는 2020 년이 될 것이다. Kilopower는 우주의 어떤 지점에서 미 에너지 부 (US Department of Energy)의 도움으로 개발되었으며, 40 년 만에 미국에서 최초로 건설 된 새로운 원자로로, 우주 탐사, 특히 태양계의 영구적 인 전초 기지를 바꿀 수 있습니다. 에너지 제조 방법.
연료 전지, 원자력 또는 태양 전지를 이용하여 현재의 우주 임무지만, 달 밤 2 주 시간을 계속 화성에 햇빛의 강도, 지구. NASA 부국장 임원 비서 짐 로이터 공간 기술 분야의 40 % 말한다 : "우리가 달에 또는 결국 화성에 갈 때, 우리는 특히 태양에 의존 할 수없는 많은 에너지가 필요할 것 같다. 특히 우리가 거기에서 살기를 원한다면."
NASA는 10 킬로와트의 킬로그램 원자로 4 기가 화성이나 달에 인간 기반을위한 충분한 전력을 공급할 것이라고 말하면서, 최대 10 킬로와트의 전력을 공급할 수있는 작고 가벼운 핵분열로이다. 연구 분야의 전문가 인 코네티컷 대학 (University of Connecticut)의 공학 교수 인 클라우디오 브루노 (Claudio Bruno)는 미국에서 40 킬로와트의 전기가 3 ~ 8 세대의 필요를 충족시킬 수 있다고 말했다.
그는 "40 킬로와트는 60 마력과 거의 비슷하며, 충분하지 않다고 생각할 수도 있습니다. 실제로, 특히 달이나 화성 탐사선이 유인 탐사선이라면 무엇이든 유용하고 싶다면, 그러나 과거에는 원자력의 치명적인 위험에 항의하는 사람들이 늘었습니다. 이것은 수십 년 만에 원자로를 사용하여 발전기에 에너지를 공급하는 것에 대한 이야기이기 때문에 이것은 긍정적 인 신호입니다.
우주 탐사에서 원자력을 사용하는 두 가지 주요 방법은 전기를 생산하거나 추진력을 발생시키는 것입니다. 킬 파워는 지구상의 발전소와 마찬가지로 전기를 생산하는 데 사용되며 단일 우주선보다 많은 전력을 생산합니다. 더 큰 행성 전초 기지에 더 적합한 필요성 Kilopower는 또한 주로 이온 엔진이 에너지를 제공하기 위해 우주선을 운전하는 데 사용되지만 NASA는 아직이 기술을 사용하기로 결정하지 않았습니다.
Kilopower는 2012 년부터 연구 개발 중이지만 1960 년대 NASA의 보조 원자력 시스템 (SNAP)의 효과를 훨씬 능가합니다 .SNAP 프로젝트는 2 개의 원자력 시스템을 개발했으며 하나는 방사성 동위 원소 열전 발전입니다. (RTG)는 열에너지와 전기를 제공하기 위해 방사성 붕괴로 인한 에너지를 포착합니다. 수십 개의 깊은 우주선은 화성의 호기심 로버와 외부 태양계의 난쟁이 행성을 탐험하는 새로운 비전을 포함하여 RTG 시스템을 사용했습니다. 명왕성 탐지기.
SNAP 프로젝트의 또 다른 동력 시스템은 핵분열 반응기 시스템으로 핵 잠수함과 동일한 기술로 NASA는 1965 년 4 월 SNAP-10A 원자력 발전소를 가동했습니다. 원자력 발전소는 43 일 동안 작동하여 고장 전 500 와트의 전력을 생산했는데 아직 지구 궤도에 있고 이것은 이제 우주 파편이됩니다.
NASA는 1960 년대와 1970 년대에 원자로를 이용하여 노즐을 통해 수소 가스와 배출 가스를 가열하는 로켓 원자력 응용 (NERVA) 프로젝트에서 핵 로켓 추진 기술에 대한 연구를 수행했습니다. 기존의 로켓 연료는 비슷한 추진력을 생산하지만이 프로젝트는 1973 년에 끝났다.
원자력 에너지에 대한 세계위원회에 따르면, 러시아는 1973 년에 취소 닉슨 대통령 이후 미국에서 30 개 이상의 핵분열 원자로의 공간으로 시작했다, 연구를 촉진하기 위해 NASA의 원자력 기술은 러시아 또한 브루노 말했다 자신의 프로젝트를 포기 : '모든 1973 년 연구는 중단되었다. 2018 년, 대부분의 사람들이이 프로젝트에 참여 또는 퇴직 또는 사망하고있다. 우리는 보고서를 가지고 있지만,하지만 보고서는 연구자 것, 말을하지 않습니다. '
2012 년 연구의 해동은 미 항공 우주국 (NASA)과 에너지의 전신 Kilopower (더프 실험)의 미국학과는 예비 시험을 실시하고 원자로를 냉각하는 히트 파이프를 이용하여 전원을 켭니다. 더프 24 와트를 생산하고 출시 전기 에너지의 원자로 사용으로 엔진 열을 스털링. 더프 시험 후, NASA의 권한 부여, Kilopower 프로젝트를 시작하는 2014 년 연구 자금에 처음으로 액세스.
NASA와 Kilopower 에너지 부에서 실시한 최신 시험은 2017 년 11 월에 시작되어 올해 3 월까지 계속되었으며 시험 기간 동안 Kilopower 원자로는 최대 전력으로 28 시간 동안 시험 된 후 꺼지고 냉각되었습니다. NASA의 글렌 연구소 (Glenn Research Center)의 킬 로퍼 (Kilopower) 프로젝트 수석 엔지니어 인 마크 깁슨 (Marc Gibson)은 원자로가 섭씨 800도에서 작동하며 4 킬로와트 이상의 전기를 생성한다고 말했다.
NASA와 에너지 부, 붕소 제어봉 및 베릴륨 반사경, 통제 핵분열 연쇄 반응으로 인해 다른 작동 모드의 이전 버전.보다 더 안전 Kilopower 원자로가도 막을 수. 그것은 Kilopower 프로젝트 리더, 미국 에너지의 로스 알 라모스 국립 연구소 패트릭 맥 클루학과는 말했다 : '원자로 또는 폭발이 발사대에 로켓을 발생하면, 인간의 우라늄 235의 핵심에서 방사선이 멀리 일km 자연 배경 복사를 초과하지 않습니다 그냥 최고입니다.. 나쁜 측면에서, 우리는 원자로가 발사되는 경우에 실패 할 가능성이 있다고 생각하지 않는다.
로스 알 라모스 국립 연구소의 수석 디자이너 데이비드 Poston는 이온 엔진은 우주선 비행에 전원을 공급합니다. 그러나 브루노에 따라, 원료의 양이 핵분열 연쇄 반응을 시작하는 데 필요한 상기에 대한 반응이 유사한 원자로는 전력을 제공 할 수 있습니다 말했다 이 원자로는 크고 무거운 될 것이라고 의미와 실천이 될 수 없습니다. NASA가 사용되는 것과 유사한 새로운 우라늄 핵 열 엔진의 개념, 기술 및 현재의 화학 연료 로켓을 꼽았다. 그러나 2017 8 핵 열 추진 시스템 프로젝트를 시작할 수 있습니다 Kilopower 등의 진행 상황을 얻기과 동일하지 않았다.
대부분의 원자력 플루토늄의 붕괴에 의해 생성 된 열을 수집하여 전기를 생산하기 위해 RTG 시스템을 사용하여 우주선을하지만, RTG 에너지 효율뿐만 아니라, 매우 낮은 원료 플루토늄 산화물의 공급 부족. 30 년 중절 후, 미국 에너지 부에서 2015 년 플루토늄 238의 생산을 재개 할 수 있지만 충분히 현재의 미국 재고는 NASA의 2020 화성 로버 에너지를 제공 할뿐만 아니라, 하나 또는 두 개의 잠재적 인 작업을 태양계 밖에서 이동 지원 할 수 있습니다.
깁슨은 "에너지 관점에서 우리는 RTG 프로젝트를 시작했으며, 우리가이 프로젝트를 통해 더 많은 것을 성취 할 수 있기를 바랍니다. 우주 탐사의 경우, 수천 와트의 전기를 공급해야하는데, 즉 인간은 달이나 화성에서 작동하는 단일 킬로와로 원자로보다 10 ~ 100 배 이상의 에너지가 필요합니다. 그러나 Poston은 원자로의 표준화 된 설계가 이러한 필요를 충족시키기 위해 쉽게 확장 될 수 있다고 말했다.
브루노 Kilopower 원자로는 원자력 발전소를 가능한 공간을 구축 할 수있는 중요한 단계입니다 덧붙였다. 반응기의 다음 공간에서 테스트 할 가능성이있다. NASA는 아직 이러한 프로젝트를 허가하지만, 기자 회견 이달 초에되지 않았습니다 로이터는 향후 18 개월 시간을 말했다에, 하나의 가능성은 작은 달 착륙선 전송 Kilopower 원자로를 사용하는 것입니다. 이러한 시험 비행을 수행하는 방법에 초점을 맞출 것이다, 이것은 아마도 NASA에서 작은 원자로 될 것입니다 최신 달 탐사 임무가 개발되었습니다.
Poston는 말했다 : '인간의 우주 탐사 단계의 미래에 큰 의미를 성공적으로 지상 테스트 우리는 NASA가 지금 나를 위해 사용할 수있는 기술 개념을 확인, 내가 가장 흥미로운 것은 잠재적 인 응용 프로그램입니다했다. 진정한 의미에서 이것은 우주에서 가능한 분열 에너지 기술 분야의 연구 분야에서 우리가 취한 첫 번째 단계입니다.
