Si todo va bien, en algún momento de la próxima década, un lander estadounidense llevará un pequeño reactor nuclear para llegar a la base lunar. Dentro de este reactor, una varilla de boro se pegará en una pila de uranio para abrir la reacción nuclear en cadena. Dividir átomos de uranio y liberar calor. A continuación, estos calores se transmitirán a un generador, que traerá luz a la base lunar.
La NASA ha llevado a cabo medio siglo de esfuerzos para crear un reactor nuclear que pueda usarse en el espacio, y acaba de completar una prueba de nuevo diseño. Este nuevo reactor se llama Kilopower, y su próximo hito podría ser en la década de 2020. En algún momento en el espacio, Kilopower se desarrolló con la asistencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos, marca el primer reactor nuclear nuevo construido en los Estados Unidos en 40 años. Puede cambiar la exploración espacial, especialmente la avanzada humana permanente en el sistema solar. Método de fabricación de energía
Las misiones espaciales actuales usan pilas de combustible, baterías nucleares o energía solar, pero la noche de la luna dura dos semanas y la intensidad de la luz solar en Marte es solo el 40% de la Tierra. Jim Reuter, Asistente Administrativo Adjunto, División de Tecnología Espacial de la NASA Dice: 'Cuando vayamos a la luna o eventualmente a Marte, es probable que necesitemos mucha energía que no puede depender del sol, especialmente si queremos vivir allí'.
Kilopower es un pequeño y liviano reactor de fisión capaz de suministrar hasta 10 kilovatios de electricidad. La NASA dice que cuatro reactores Kilopower de 10 kilovatios proporcionarán suficiente energía para Marte o una base humana en la luna. Los expertos en el campo de la investigación, Claudio Bruno, profesor de ingeniería en la Universidad de Connecticut, dijeron que 40 kilovatios de electricidad pueden satisfacer las necesidades de tres a ocho familias en los Estados Unidos.
Agregó: '40 kilovatios es aproximadamente equivalente a 60 caballos de fuerza, y puede pensar que no es suficiente. De hecho, si quiere hacer algo útil, especialmente si la misión de la luna o Marte es una misión tripulada, necesita La energía será más, pero en el pasado hay personas que protestan contra el peligro mortal de la energía nuclear. Esta es la primera vez en décadas que la gente habla sobre el uso de reactores nucleares para suministrar energía a los generadores, por lo que esta es la primera señal positiva.
En la exploración espacial, hay dos formas principales de utilizar la energía nuclear: producir electricidad o generar propulsión. La kiloelecidad se utilizará para generar electricidad, al igual que la estación de energía en la Tierra. Generará más electricidad que una sola nave espacial. La necesidad, que lo hace más adecuado para los puestos avanzados de planetas más grandes, también se usará para conducir la nave espacial, principalmente para que el motor de iones proporcione energía, pero la NASA todavía no ha decidido usar esta tecnología.
Kilopower desde 2012, comenzó la investigación y el desarrollo, pero su efecto es mucho más que la energía nuclear asistir proyecto del sistema de la NASA años 60 del siglo pasado (conocido como SNAP). SNAP proyecto desarrollado dos sistemas de energía nuclear, una es la termoeléctrico de radioisótopos suceda (referido como RTG), que puede capturar la energía de la desintegración radiactiva proporcionar calor y electricidad. docenas de barcos se han utilizado para el espacio profundo nave espacial sistema de RTG, que contiene el vagabundo de la curiosidad en Marte y el sistema solar exterior y descubrir nuevos horizontes están planeta enano No. sonda Plutón.
Otro sistema de energía del proyecto SNAP es el sistema de reactor de fisión, que genera energía mediante la división de átomos. Esta tecnología es la misma que la utilizada por los submarinos nucleares. La NASA lanzó una planta de energía nuclear denominada SNAP-10A en abril de 1965. La planta de energía nuclear funcionó durante 43 días y generó 500 vatios de electricidad antes de la falla. Todavía está en la órbita de la Tierra y ahora se convierte en desechos espaciales.
En la década de 1960 y 1970, la NASA también realizó una investigación sobre la tecnología de propulsión nuclear de cohetes en el proyecto de aplicación de energía nuclear de cohetes (NERVA) .Esta tecnología utiliza un reactor nuclear para calentar el gas de hidrógeno y descargar gas a través de las boquillas. El combustible convencional con cohete produce un impulso similar. Pero este proyecto finalizó en 1973.
De acuerdo con la Comisión Mundial sobre la Energía Nuclear, Rusia ha lanzado al espacio de más de 30 reactores de fisión en los Estados Unidos después que el presidente Nixon cancelados en 1973, la tecnología de la energía nuclear de la NASA para promover la investigación, Rusia también renunció a su proyecto Bruno dijo: 'Todo El estudio se suspendió en 1973. Para el año 2018, la mayoría de las personas que participaron en ese proyecto se jubilaron o fallecieron. Aunque todavía tenemos informes, el informe no se pronunciará.
El deshielo de estudio en el año 2012, la NASA y el Departamento de Energía predecesor de Kilopower (experimento DUFF) de Estados Unidos llevó a cabo una prueba preliminar, y produce 24 vatios de potencia. DUFF por medio de un tubo de calor para enfriar el reactor, y puesta en marcha La aplicación del motor Stirling para convertir el calor del reactor en energía eléctrica Después de la prueba DUFF, la NASA autorizó el inicio del proyecto Kilopower, que fue la primera vez en 2014 que el proyecto recibió fondos para la investigación.
Las últimas pruebas realizadas por la NASA y el Departamento de Energía en Kilopower comenzaron en noviembre de 2017 y continuaron hasta marzo de este año. Durante la prueba, el reactor Kilopower se probó durante 28 horas a plena potencia, luego se apagó y se enfrió. Marc Gibson, ingeniero jefe del proyecto Kilopower en el Centro de Investigación Glenn de la NASA, dijo que el reactor está funcionando a 800 grados Celsius y genera más de 4 kilovatios de electricidad.
La NASA y el Departamento de Energía, reactores Kilopower más seguras que las versiones anteriores, debido a su diferente modo de funcionamiento. Con barras de control de boro y reflectores berilio, reacción en cadena de fisión bajo control, incluso ser capaz de parar. Es el líder del proyecto Kilopower, Estados Unidos del laboratorio nacional de los Álamos de Energía Patrick McClure dijo: 'Si el reactor o la explosión se produjo cohete en la plataforma de lanzamiento, la radiación en el núcleo de uranio-235 en el ser humano, a un kilómetro de distancia no superior a la radiación natural de fondo es simplemente la mejor.. En términos negativos, no creemos que exista una posibilidad de que el reactor falle en el caso de un lanzamiento.
Según David Poston, diseñador jefe de reactores en el Laboratorio Nacional Los Almos, un reactor similar puede proporcionar energía al propulsor de iones para proporcionar a la nave espacial poder de vuelo. De acuerdo con Bruno, sin embargo, la cantidad de materia prima requerida para iniciar la reacción de fisión en cadena Es muy probable que el reactor sea grande y pesado y no se aplicará prácticamente. La NASA propuso un concepto de motor de calor nuclear de uranio completamente nuevo, que es similar a la tecnología utilizada en los cohetes de combustible químico actuales. Sin embargo, 2017 será 8 El proyecto del sistema de propulsión térmica nuclear iniciado este mes no ha progresado tanto como Kilopower.
La mayoría de propulsión nuclear nave espacial utilizando el sistema de RTG para producir electricidad mediante la recolección del calor generado por la desintegración del plutonio, pero la eficiencia energética RTG es muy bajo, además, el suministro inadecuado de dióxido de materiales de plutonio en bruto. Después de una pausa de 30 años, del Departamento de Energía de EE.UU. La recuperación de la producción 238 comenzó en 2015, pero actualmente el inventario en los Estados Unidos es solo suficiente para proporcionar energía para el rover de Marte 2020 de la NASA, y puede ser capaz de soportar una o dos misiones potenciales al sistema solar exterior.
Kilopower puede usarse como un sustituto, pero los funcionarios del gobierno y los expertos creen que la posibilidad es grandiosa. Gibson dijo: "Desde una perspectiva energética, comenzamos con el proyecto RTG. Esperamos que este proyecto nos permita lograr más. El uso de, por ejemplo, la exploración del espacio profundo, necesita miles de vatios de electricidad para suministrar. En otras palabras, los seres humanos necesitan más de diez a cien veces más energía que un solo reactor Kilopower para operar en la Luna o en Marte. Sin embargo, Poston dijo que el diseño estandarizado del reactor se puede escalar fácilmente para satisfacer esas necesidades.
Bruno agregó que el reactor Kilopower es un paso importante en la construcción de una planta de energía nuclear utilizable en el espacio. Es muy probable que el reactor sea probado en el espacio. La NASA aún no ha autorizado un proyecto de este tipo, pero en una conferencia de prensa a principios de este mes Previamente, Reuters dijo que en los próximos 18 meses se comprometerá a cómo llevar a cabo dichos vuelos de prueba. Una posibilidad es utilizar una nave espacial lunar para transportar un pequeño reactor Kilopower, y este pequeño reactor puede estar en la NASA. La última misión de exploración lunar fue desarrollada.
Poston dijo: "Las pruebas de campo exitosas son importantes para el futuro de la exploración espacial humana. Hemos verificado que este concepto de tecnología ya está disponible para la NASA. Para mí, lo más emocionante para mí es sus posibles aplicaciones. En el verdadero sentido, este es el primer paso que hemos dado en el campo de la investigación de la tecnología de energía de fisión disponible en el espacio.
