Поглеждайки към бъдещето на космическите проучвания на космическите кораби, за НАСА и други космически агенции е ясно, че трябва да бъдат изпълнени определени технологични изисквания. Необходими са не само ново поколение ракети-носители и космически капсули (като SLS и Орион космически кораб), но са необходими нови форми на производство на енергия, за да се гарантира, че могат да се извършват дълготрайни мисии до Луната, Марс и други места в Слънчевата система.
Една от възможностите за справяне с тези проблеми е Kilopower, лека енергийна система за делене, която може да захранва роботизирани мисии, бази и проучвателни мисии. В сътрудничество с Националното управление на ядрената сигурност на Министерството на енергетиката (NNSA) НАСА наскоро проведе успешна демонстрация на нова система за захранване на ядрен реактор, която може да даде възможност за продължителни мисии на екипажа до Луната, Марс и други.
Известна като експеримент Kilopower Reactor, използващ Stirling Technology (KRUSTY), тази технология бе разкрита на неотдавнашна пресконференция в сряда, 2 май, в изследователския център на НАСА в Глен. Според НАСА тази енергийна система е в състояние да генерира до 10 киловата електрическа енергия - достатъчно енергия няколко домакинства непрекъснато в продължение на десет години, или аванпост на Луната или Марс.
Както Джим Ройтер, действащият асоцииран администратор на НАСА за мисията на космическите технологии (STMD), обясни в неотдавнашното съобщение на НАСА:
„Сигурната, ефективна и изобилна енергия ще бъде ключът към бъдещите роботизирани и човешки проучвания. Очаквам проектът Kilopower да бъде съществена част от лунните и енергийните архитектури на Марс, докато те се развиват. "
Прототипната захранваща система използва малка твърда уран-235 реакторна сърцевина и пасивни натриеви топлинни тръби, за да прехвърля топлината на реактора към високоефективни двигатели на Стърлинг, които преобразуват топлината в електричество. Тази енергийна система е идеално подходяща за места като Луната, където генерирането на енергия чрез слънчеви масиви е трудно, тъй като лунните нощи са еквивалентни на 14 дни на Земята.
В допълнение, много планове за изследване на луната включват изграждане на аванпости в трайно засенчените полярни райони или в стабилни подземни тръби от лава. На Марс слънчевото греене е по-изобилно, но подчинено на дневния цикъл и времето на планетата (като прашни бури). Следователно тази технология би могла да осигури постоянно снабдяване с енергия, която не зависи от периодични източници като слънчева светлина. Както Марк Гибсън, водещият инженер Kilopower в Glenn, каза:
„Kilopower ни дава възможност да правим много по-високи мисии и да изследваме сенчестите кратери на Луната. Когато започнем да изпращаме астронавти за дълъг престой на Луната и на други планети, това ще изисква нов клас на мощност, който никога не сме били необходими преди. "
Експериментът с Kilopower беше проведен в сайта на Националната сигурност на Невада (NNSS) на NNSA между ноември и март 2017 г. Освен че демонстрира, че системата може да произвежда електричество чрез делене, целта на експеримента беше също така да покаже, че е стабилна и безопасна във всяка среда. Поради тази причина екипът на Kilopower провежда експеримента в четири фази.
Първите две фази, които бяха проведени без захранване, потвърдиха, че всеки компонент в системата функционира правилно. За третата фаза екипът увеличи мощността, за да загрява ядрото бавно, преди да премине към четвърта фаза, която се състоеше от 28-часово изпитване с пълна мощност. Тази фаза симулира всички етапи на мисията, която включва стартиране на реактора, рампа до пълна мощност, постоянна работа и изключване.
По време на експеримента екипът симулира различни повреди в системата, за да гарантира, че системата ще продължи да работи - включително намаляване на мощността, повредени двигатели и повредена топлинна тръба. През цялото време генераторът KRUSTY продължаваше да предоставя електроенергия, доказвайки, че може да издържи каквото и да хвърли космическото изследване. Както Гибсън посочи:
„Прилагаме системата през крачките й. Ние много добре разбираме реактора и този тест доказа, че системата работи по начина, по който сме го проектирали. Без значение на каква среда го излагаме, реакторът работи много добре. "
В бъдеще проектът Kilopower ще остане част от програмата на НАСА за промяна на игрите (GCD). Като част от Дирекцията за космически технологии на НАСА (НАТО), целта на тази програма е да подобри космическите технологии, което може да доведе до изцяло нови подходи за бъдещите космически мисии на Агенцията. В крайна сметка екипът се надява да извърши прехода към Мисията за демонстрация на технологии (ТДМ) до 2020 г.
Ако всичко върви добре, реакторът KRUSTY би могъл да позволи постоянни човешки аванпости на Луната и Марс. Той може също така да предложи подкрепа за мисии, които разчитат на използване на ресурсите на място (ISRU) за производство на хидразин гориво от местни източници на воден лед и строителни материали от местния реголит.
По принцип, когато роботизираните мисии са монтирани на Луната за 3D печатащи бази извън местния реголит, а астронавтите започват да правят редовни пътувания до Луната, за да провеждат изследвания и експерименти (както правят днес до Международната космическа станция), това може да бъде KRUSTY реактори които им осигуряват всичките им нужди от власт. След няколко десетилетия същото може да бъде вярно и за Марс и дори за локациите във външната Слънчева система.
Тази реакторна система може също да проправи пътя за ракети, които разчитат на ядрено-топлинно или ядрено-електрическо задвижване, като дава възможност за мисии извън Земята, които са както по-бързи, така и по-икономични!
И не забравяйте да се насладите на това видео на програмата GCD, с любезното съдействие на НАСА 360:
