Как малък ядрен реактор може да захрани колония на Марс или отвъд него (Op-Ed)

Реактори Kilopower на Марс

Илюстрация на художника за радиаторите, подобни на чадъра на четири ядрени реактора Kilopower, хвърлящи сенки върху повърхността на Марс. (Кредит на изображението: НАСА)



Патрик МакКлур е ръководител на проекта Kilopower в Националната лаборатория на Лос Аламос в Министерството на енергетиката на САЩ в Ню Мексико. Дейвид Постон е главният конструктор на реактори, също в Лос Аламос. Те допринесоха тази статия за експертните гласове на demokratija.eu: Op-Ed & Insights.

Когато си представим, че изпращаме хора да живеят на Марс, Луната или други планетни тела в не толкова далечното бъдеще, основният въпрос е: Как ще захранваме тяхната колония? Те не само ще се нуждаят от енергия, за да създадат обитаема среда, те също ще се нуждаят от нея, за да се върнат на Земята. За отдалечени планетни тела, като Марс, е неефективно да се носи гориво за пътуването до дома; просто е твърде тежък. Това означава, че астронавтите се нуждаят от източник на енергия, за да произвеждат течен кислород и гориво.

Но какъв източник на енергия е малък, но достатъчно мощен, за да може надеждно да захранва извънземно местообитание? [ Как животът на Марс може да предизвика предизвикателствата на колонистите (инфографика) ]



Въведете Kilopower, малък ядрен реактор, проектиран в Националната лаборатория в Лос Аламос съвместно с НАСА, който агенцията се надява един ден да захрани колония на Марс , луната или отвъд нея.

Блясъкът на Kilopower е неговата простота: с няколко движещи се части, той използва технология за топлинни тръби, изобретена в Лос Аламос още през 1963 г., за да задвижва двигател на Стърлинг. Ето как работи: Уплътнената тръба в топлинната тръба циркулира течност около реактора, улавяйки топлината и я пренася към двигателя на Стърлинг. Там топлинната енергия притиска газ, за ​​да задвижва бутало, свързано с двигател, който генерира електричество. Използването на двете устройства в тандем създава просто, надеждно електрическо захранване, което може да се адаптира за космически приложения, включително човешки изследвания и космически научни мисии до външни планетни тела като луните на Юпитер и Сатурн.

Реактори Kilopower варират от 1 киловат - приблизително достатъчно за захранване на домакински тостер - до 10 kW. За ефективно управление на местообитание на Марс и създаване на гориво ще са необходими около 40 kW, така че НАСА вероятно ще изпрати четири до пет реактора на повърхността на планетата.



Предимствата на ядрената енергия са леки и надеждни. Други източници на енергия или изискват твърде много гориво - което ги прави твърде тежки - или не могат да се разчитат през всички сезони. Слънчевата енергия например разчита на постоянна слънчева светлина. Това е нещо, което липсва на Марс, тъй като зависи от времето на деня, времето на годината, местоположението на повърхността на планетата и силата на праховите бури на планетата, които могат да продължат с месеци. Ядрената енергия работи независимо от времето или времето на деня. Също така, броят на необходимите слънчеви панели и батерии отново би направил ракетата до Марс изключително тежка - изискваща повече гориво.

Какво следва?

Експериментите за тестване на Kilopower-наречен KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology)-започнаха в края на миналата година в Националната обект за сигурност на Невада (NNSS) и ще завършат с изпитанието на реакторно ядро ​​при пълна работна температура тази пролет. В допълнение към Лос Аламос, НАСА и NNSS, експериментът се провежда в сътрудничество с изследователския център на НАСА Глен, Центъра за космически полети Маршал и Комплекса за национална сигурност Y-12, заедно с изпълнителите на НАСА SunPower и Advanced Cooling Technologies.

Работата по тази технология не е нова. KRUSTY се основава на експеримент от 2012 г., проведен от екип от Лос Аламос, NNSS и Глен, който демонстрира първото използване на топлинна тръба за охлаждане на малък ядрен реактор и задвижване на двигател на Стърлинг. Тези нови експерименти се основават на знанията, които получихме от този експеримент.



С поглед към бъдещето потенциалът на ядрената енергия да засили плановете за дългосрочно местообитание на други планетни тела е доста изключителен. Докато захранването на колония е само един от многото сложни технически въпроси, на които трябва да се отговори, когато мислим за изпращане на хора на други планети, това е критично важен въпрос. Kilopower би могъл да бъде отговорът. Развълнувани сме да видим къде ще ни отведе.

Последвай ни @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Първоначално публикувано на demokratija.eu .