پس از یک دهه و یا راکتور ماه ناسا | پایگاه عرضه برای انسان

اگر همه چیز خوب پیش برود، در یک نقطه در دهه آینده یک فرودگر آمریکایی یک رآکتور هسته ای کوچک برای رسیدن به پایگاه ماه به ارمغان خواهد آورد. در داخل این رآکتور، یک میله بور به یک شمع اورانیوم برای باز کردن واکنش های هسته ای هسته ای می چسبد. تقسیم اتم های اورانیوم و گرما آزاد می شود. بعد، این گرما ها به یک ژنراتور منتقل می شوند که نور را به پایه قمر منتقل می کند.

ناسا نیمی از قرن تلاش برای ایجاد یک راکتور هسته ای را که می تواند در فضا استفاده شود، طی کرده است و تازه تست طراحی جدید را تکمیل کرده است. این راکتور جدید Kilopower نام دارد و نقطه عطف بعدی آن ممکن است در سال 2020 باشد. در برخی مواقع در فضا، Kilopower با کمک وزارت انرژی ایالات متحده طراحی شده است. این اولین رآکتور هسته ای جدیدی است که در 40 سال آینده در ایالات متحده ساخته شده است. این ممکن است کاوش فضایی را تغییر دهد، به ویژه پس زمینه انسانی دائمی در منظومه شمسی. روش تولید انرژی.

ماموریت فضایی فعلی با استفاده از یک سلول سوختی، باتری های هسته ای یا خورشیدی است، اما شب ماه ادامه دو هفته زمان، و شدت نور خورشید در مریخ، تنها 40٪ از زمین است. ناسا معاون اجرایی بخش فناوری فضایی جیم رویتر او گفت: "وقتی که ما را به ماه و یا به مریخ در نهایت رفت، ما به احتمال زیاد نیاز به مقدار زیادی از انرژی نمی تواند بر روی خورشید تکیه می کنند، به خصوص اگر ما می خواهیم برای زندگی وجود دارد.

Kilopower کوچک، راکتور شکافت سبک، قادر به ارائه 10 کیلووات برق است. به گفته ناسا چهار راکتور 10KW Kilopower می توانید برق به اندازه کافی برای یک پایگاه انسان در مریخ یا ماه فراهم می کند. هسته ای کارشناسان پژوهش در این زمینه، استاد مهندسی در دانشگاه کانکتیکات، گفت: کلودیو برونو، 40 کیلووات اندازه کافی برای پاسخگویی استفاده برق 3/8 خانواده عادی آمریکایی است.

او افزود: "40 کیلووات تقریبا برابر با 60 اسب بخار است و شما ممکن است فکر کنید که کافی نیست. در حقیقت، اگر شما می خواهید کارهای مفید انجام دهید، مخصوصا اگر ماموریت ماه یا مریخ یک ماموریت ماموریتی باشد، شما باید انرژی بیشتر خواهد بود، اما هر بار در گذشته افرادی وجود دارند که علیه خطر مرگبار انرژی هسته ای اعتراض می کنند. این اولین بار است که در دهه های گذشته مردم درباره استفاده از راکتورهای هسته ای برای تامین انرژی برای ژنراتورها صحبت می کنند، بنابراین این اولین سیگنال مثبت است.

در اکتشاف فضا، دو روش اصلی برای استفاده از انرژی هسته ای وجود دارد: ساختن برق و یا تولید نیروی محرکه. Kilopower برای تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد، همانند نیروگاه بر روی زمین، و برق بیشتری از یک فضاپیما تولید می کند. نیاز، که آن را مناسب برای ایستگاه های بزرگتر سیاره. Kilopower همچنین برای رانندگی فضاپیما، عمدتا برای موتور یون برای تامین انرژی استفاده می شود، اما ناسا هنوز تصمیم به استفاده از این فن آوری نیست.

Kilopower از سال 2012، تحقیق و توسعه آغاز شد، اما اثر آن به مراتب بیشتر از انرژی هسته ای کمک به پروژه سیستم '60 ناسا از قرن گذشته (به عنوان SNAP نامیده می شود). پروژه SNAP دو سیستم انرژی هسته ای، یکی است و حرارتی رادیوایزوتوپ رخ (به عنوان RTG نامیده می شود)، آن می تواند انرژی از تجزیه رادیواکتیو تصرف تامین گرما و برق است. ده ها تن از کشتی ها برای سفینه های فضایی اعماق فضا سیستم RTG، که شامل مریخ نورد کنجکاوی در مریخ و خارج از منظومه شمسی و کشف افق های جدید هستند سیاره کوتوله استفاده شده است شماره پلوتو پروب.

یکی دیگر از سیستم های قدرتمند سیستم SNAP، سیستم راکتور شکافت است که انرژی را از طریق تقسیم شدن اتم تولید می کند. این تکنولوژی همان است که توسط زیردریایی های هسته ای استفاده می شود. ناسا در آوریل 1965 یک نیروگاه هسته ای به نام SNAP-10A راه اندازی کرد. نیروگاه هسته ای به مدت 43 روز کار می کرد و قبل از خرابی 500 وات برق تولید می کرد. هنوز هم در مدار زمین قرار دارد و اکنون آن فضای فضایی است.

در دهه 1960 و 1970، ناسا همچنین تحقیقاتی در زمینه فن آوری نیروگاه هسته ای راکتیو در پروژه انرژی هسته ای راکت (NERVA) انجام داد. این فن آوری با استفاده از یک راکتور هسته ای برای حرارت دادن گاز هیدروژن و تخلیه گاز از طریق نازل ها استفاده می کند. سوخت های معمولی موشک تولید مشابهی دارند اما این پروژه در سال 1973 پایان یافت.

با توجه به کمیسیون جهانی انرژی هسته ای، روسیه به فضا بیش از 30 راکتور شکافت در ایالات متحده پس از رئیس جمهور نیکسون لغو در سال 1973 راه اندازی شد، تکنولوژی انرژی هسته ای ناسا به ارتقاء پژوهش، روسیه نیز داد تا پروژه خود را برونو گفت: "همه تحقیقات در سال 1973 متوقف شد. در سال 2018، بسیاری از افراد در این پروژه درگیر شده و یا بازنشسته و یا از دنیا رفت. اگر چه ما یک گزارش، اما این گزارش صحبت نمی، محققان خواهد شد.

گرم شدن مطالعه در سال 2012، ناسا و وزارت سلف انرژی Kilopower (آزمایش داف) یک آزمایش اولیه انجام، و به تولید 24 وات قدرت. DUFF با استفاده از یک لوله حرارتی برای خنک کردن راکتور، و اجرای استرلینگ حرارت موتور به استفاده از راکتور از انرژی الکتریکی است. پس از آزمون داف، مجوز ناسا به جهت آغاز پروژه Kilopower، که برای اولین بار دسترسی به بودجه تحقیقات در سال 2014.

آخرین آزمون انجام شده توسط ناسا و وزارت انرژی به Kilopower در نوامبر 2017 برای تا زمانی که 28 ساعت پس از تست پر قدرت شروع شد و تا ماه مارس سال جاری ادامه داد. تست، رآکتورهای Kilopower، پس از آن بسته و سرد بود. مهندس ارشد در پروژه گلن ناسا مرکز تحقیقات Kilopower مارک گیبسون گفت که عملیات راکتور در دمای 800 درجه سانتیگراد، و تولید بیش از 4 کیلووات برق.

ناسا و وزارت انرژی، راکتور Kilopower امن تر از نسخه های قبلی به دلیل حالت های مختلف خود را از عمل با میله های کنترل بور و منعکس بریلیوم، واکنش زنجیره ای شکافت تحت کنترل، حتی قادر به متوقف کردن آن Kilopower رهبر پروژه، ایالات متحده گروه آزمایشگاه ملی لوس آلاموس انرژی پاتریک مک کلور گفت: "اگر راکتور یا انفجار راکت در سکوی پرتاب رخ داده است، تابش در هسته اورانیوم 235 در انسان، فاصله یک کیلومتری را به تابش زمینه طبیعی تجاوز نمی آن را فقط بهترین.. قصد بد، ما فکر نمی کنم که در صورت تصادف راه اندازی، راکتور یک فرصت برای شکست.

آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در طراح ارشد دیوید Poston گفت راکتور، راکتور مشابه می تواند قدرت برای پیشرانه یونی برای ارائه قدرت پرواز فضاپیما. اما با توجه به برونو، گفت: میزان مواد خام مورد نیاز برای شروع واکنش زنجیره ای شکافت ارائه ممکن است این معنی که راکتور می شود بزرگ و سنگین و نمی تواند عملی است. ناسا خاص خارج مفاهیم موتور اورانیوم حرارت هسته ای، تکنیک ها، و راکت جدید خود شیمیایی فعلی سوخت شبیه به کسانی که استفاده می شود. اما در سال 2017 8 پروژه سیستم هستهای حرارتی هسته ای در این ماه آغاز شده و پیشرفتی به اندازه Kilopower نداشته است.

ترین های هسته ای طراحی فضاپیما با استفاده از سیستم RTG برای تولید برق با جمع آوری حرارت تولید شده در نتیجه واپاشی پلوتونیوم، اما بهره وری انرژی RTG بسیار پایین است، علاوه بر این، عرضه ناکافی خام دی اکسید مواد پلوتونیوم. پس از یک وقفه 30 سال، از وزارت انرژی ایالات متحده 2015 به از سرگیری تولید پلوتونیوم 238، اما موجودی فعلی ایالات متحده، تنها به اندازه کافی برای تامین انرژی برای 2020 مریخ نورد ناسا، بلکه ممکن است قادر به حمایت از یک یا دو کار بالقوه خارج از منظومه شمسی است.

گیبسون گفت: "از منظر انرژی، ما با پروژه RTG شروع کردیم. امیدواریم که این پروژه ما را قادر به دستیابی به بیشتر شود." استفاده از اکتشافات فضایی عمیق، پس شما نیاز به هزاران وات برق برای عرضه دارد. به عبارت دیگر، انسان ها نیاز به انرژی بیش از ده تا صد برابر انرژی یک راکتور کایلوپور برای کار در ماه یا مریخ دارند. با این حال، Poston گفت که طراحی استاندارد راکتور را می توان به راحتی مقیاس برای پاسخگویی به این نیاز.

برونو اضافه، راکتور Kilopower یک گام مهم برای ساخت نیروگاه هسته ای فضای در دسترس است. بعد از راکتور به احتمال زیاد در فضای آزمایش می شود. ناسا هنوز برای چنین پروژه دارای مجوز نیست، اما در یک کنفرانس مطبوعاتی در اوایل این ماه در رویترز گفت 18 ماه آینده زمان، خواهد شد که چگونه به انجام چنین یک پرواز آزمایشی تمرکز می کنند. یک احتمال این است به استفاده از یک حمل و نقل کاوشگر قمری کوچک راکتور Kilopower، و این احتمالا خواهد بود رآکتورهای کوچک در ناسا آخرین مأموریت اکتشافی ماه ساخته شد.

Poston گفت: آزمون زمین موفق از اهمیت زیادی برای آینده مرحله اکتشافات فضایی انسان مفاهیم فنی ناسا در حال حاضر قادر به استفاده از برای من تایید، من هیجان انگیز ترین چیز کاربردهای بالقوه آن است. از معنای واقعی دریاسالار، این اولین گام در زمینه تحقیقات فضایی موجود فن آوری انرژی شکافت است.