Дивлячись на майбутнє космічних досліджень космосу, NASA та іншим космічним агенціям зрозуміло, що необхідно дотримуватися певних технологічних вимог. Не тільки потрібні нові покоління ракет-носіїв та космічні капсули (як, наприклад, SLS і Оріон космічний корабель), але необхідні нові форми виробництва енергії, щоб забезпечити можливість тривалих місій на Місяць, Марс та інші місця в Сонячній системі.
Однією з можливостей, що вирішує ці проблеми, є Kilopower - це легка система енергетичного поділу, яка може приводити в дію роботизовані місії, бази та розвідувальні місії. У співпраці з Національним управлінням ядерної безпеки Департаменту енергетики (NNSA) NASA нещодавно провела успішну демонстрацію нової енергетичної системи ядерного реактора, яка могла б дати змогу тривалим вильотам на Місяць, Марс і за її межами.
Відомий як експеримент «Кілопотужний реактор за допомогою технології Стірлінга» (KRUSTY), ця технологія була оприлюднена на нещодавній прес-конференції в середу, 2 травня, в науково-дослідному центрі Глена NASA. За даними NASA, ця енергосистема здатна генерувати до 10 кіловат електроенергії - достатньо енергії для кількох домогосподарств безперервно протягом десяти років, або форпосту на Місяці чи Марсі.
Як розповів Джим Рейтер, виконуючий обов'язки асоційованого адміністратора НАСА Місії космічних технологій (STMD), в недавньому прес-релізі NASA:
«Безпечна, ефективна та рясна енергія буде запорукою майбутнього роботизованих та людських розвідок. Я очікую, що проект Kilopower буде важливою частиною місячних та енергетичних архітектур Марса в міру їх розвитку. "
У прототипі енергосистеми використовується невелике тверде ядро урану-235 реактора та пасивні натрієві теплові труби для передачі тепла реактора на високоефективні двигуни Стірлінга, які перетворюють тепло в електрику. Ця система живлення ідеально підходить для таких місць, як Місяць, де вироблення електроенергії за допомогою сонячних масивів важко, оскільки місячні ночі еквівалентні 14 дням на Землі.
Крім того, багато планів дослідження місячних передбачають будівництво форпостів у постійно затінених полярних районах або в стабільних підземних лавових трубах. На Марсі сонячне світло вдосталь, але воно залежить від денного циклу планети та погоди (наприклад, пилові бурі). Таким чином, ця технологія може забезпечити постійне постачання енергії, яка не залежить від переривчастих джерел, таких як сонячне світло. Як сказав Марк Гібсон, провідний інженер Kilopower в Glenn:
"Kilopower дає нам можливість робити набагато вищі енергетичні місії та досліджувати тіньові кратери Місяця. Коли ми починаємо відправляти космонавтів для тривалого перебування на Місяці та на інших планетах, для цього знадобиться новий клас сили, який нам ніколи раніше не потрібен. "
Експеримент Kilopower був проведений на сайті національної безпеки NNSA в Неваді (NNSS) у період з листопада по березень 2017 року. Крім того, щоб продемонструвати, що система може виробляти електроенергію шляхом поділу, метою експерименту було також показати, що вона стабільна і безпечна в будь-якому середовищі. З цієї причини команда Kilopower проводить експеримент у чотири фази.
Перші дві фази, які проводилися без живлення, підтвердили, що кожен компонент системи функціонує належним чином. На третьому етапі команда збільшила потужність, щоб повільно нагрівати ядро перед тим, як перейти на четверту фазу, яка складалася з 28-годинного тестування на повну потужність. Ця фаза імітувала всі етапи місії, включаючи запуск реактора, нарощування на повну потужність, стабільну роботу та відключення.
Протягом експерименту команда моделювала різні збої в системі, щоб гарантувати, що система буде працювати, включаючи зниження потужності, несправні двигуни та несправні теплові труби. Протягом усього часу генератор KRUSTY продовжував забезпечувати електроенергією, доводячи, що він може витримати все, що на нього кидає космічне дослідження. Як зазначив Гібсон:
"Ми провели систему через її кроки. Ми дуже добре розуміємо реактор, і цей тест показав, що система працює так, як ми її проектували. Незалежно від того, якому середовищу ми його не піддаємо, реактор працює дуже добре ».
Забігаючи наперед, проект Kilopower залишиться частиною НАСА програми розвитку змін гри (GCD). В рамках Дирекції місії космічних технологій NASA (STMD) метою цієї програми є просування космічних технологій, що може призвести до абсолютно нових підходів до майбутніх космічних місій Агентства. Врешті-решт, команда сподівається здійснити перехід до програми Демонстраційної місії технологій (ТДМ) до 2020 року.
Якщо все буде добре, реактор KRUSTY міг би забезпечити постійні застави людини на Місяці та Марсі. Він також може запропонувати підтримку місій, які покладаються на використання ресурсів in situ (ISRU) для виробництва гідразинового палива з місцевих джерел водного льоду та будівельних матеріалів з місцевого реголіту.
В основному, коли робототехнічні місії встановлені на Місяць для баз 3D-друку з місцевого реголіту, і космонавти починають регулярно їздити на Місяць для проведення досліджень та експериментів (як це роблять сьогодні до Міжнародної космічної станції), це можуть бути реактори KRUSTY які забезпечують їх усіма потребами у владі. Через кілька десятиліть те ж саме може бути справедливим і для Марса і навіть локацій у зовнішній Сонячній системі.
Ця реакторна система також може прокласти шлях для ракет, які покладаються на ядерно-теплове або ядерно-електричне приведення в рух, дозволяючи виконувати місії за межами Землі, які є швидшими і економічно вигіднішими!
І обов’язково насолоджуйтесь цим відео з програми GCD, люб’язно надано NASA 360:
