במבט לעתיד חקר החלל הצוות, ברור לנאס"א ולסוכנויות חלל אחרות שצריך לעמוד בדרישות טכנולוגיות מסוימות. לא רק דור חדש של רכבי שיגור וכמוסות שטח נדרש (כמו SLS ו אוריון חלליות), אך דרושות צורות חדשות של ייצור אנרגיה כדי להבטיח שיכולות להתקיים משימות לאורך הירח, מאדים ומיקומים אחרים במערכת השמש.
אפשרות אחת המטפלת בדאגות אלה היא קילופאואר, מערכת כוח ביקוע קלת משקל שעלולה להפעיל משימות רובוטיות, בסיסים ומשימות חקר. בשיתוף פעולה עם המינהל הלאומי לביטחון גרעיני במחלקה לאנרגיה (NNSA), נאס"א ערכה לאחרונה הדגמה מוצלחת של מערכת כוח כור גרעינית חדשה שתוכל לאפשר משימות צוותי לאורך זמן לירח, מאדים ומעבר לה.
הטכנולוגיה, שנודעה ככיתר הקילומפאוור באמצעות ניסוי סטירלינג טכנולוגיה (KRUSTY), נחשפה במסיבת עיתונאים שהתקיימה לאחרונה ביום רביעי, 2 במאי, במרכז המחקר של גלן של נאס"א. על פי נתוני נאס"א, מערכת כוח זו מסוגלת לייצר עד 10 קילוואט כוח חשמלי - מספיק כוח בכמה משקי בית ברציפות במשך עשר שנים, או מאחז בירח או מאדים.
כפי שהסביר ג'ים רויטר, מנהל חברו של נאס"א במנהל המינהל לטכנולוגיית החלל (STMD), בהודעה לעיתונות האחרונה של נאס"א:
"אנרגיה בטוחה, יעילה ושפע תהיה המפתח לחקירה רובוטית ואנושית בעתיד. אני מצפה שפרויקט הקילופאואר יהיה חלק מהותי בארכיטקטורות הכוח של הירח ומאדים בזמן שהם מתפתחים.
מערכת הכוח האב-טיפוס מעסיקה ליבת כורים אורניום -235 מוצקה קטנה וצינורות חום נתרן פסיביים בכדי להעביר חום כור למנועי סטירלינג בעלי יעילות גבוהה, אשר ממירים את החום לחשמל. מערכת כוח זו מתאימה באופן אידיאלי למקומות כמו הירח, בהם קשה לייצר חשמל באמצעות מערכי שמש קשה מכיוון שלילות הירח שוות ערך ל 14 יום על כדור הארץ.
בנוסף, תכניות רבות לחקירת ירח כוללות בניית מאחזים באזורים הקוטביים המוצלים באופן קבוע או בצינורות לבה תת קרקעיים יציבים. במאדים, שמש היא בשפע יותר, אך בכפוף למחזור היומי של כדור הארץ ומזג האוויר שלו (כמו סופות אבק). לכן טכנולוגיה זו יכולה להבטיח אספקת חשמל קבועה שאינה תלויה במקורות לסירוגין כמו אור שמש. כפי שאמר מארק גיבסון, מהנדס הקילופאואר המוביל בגלאן:
"קילופאואר מעניק לנו את היכולת לבצע משימות כוח גבוהות בהרבה ולחקור את מכתשי הירח המוצללים. כשאנחנו מתחילים לשלוח אסטרונאוטים לשהייה ארוכה על הירח ולפלנטות אחרות, זה ידרוש מעמד חדש של כוח שמעולם לא היינו צריכים אותו לפני. "
ניסוי הקילופאואר נערך באתר הביטחון הלאומי של NNSA בנבאדה (NNSS) בין נובמבר למרץ 2017. בנוסף להדגמה כי המערכת יכולה לייצר חשמל באמצעות ביקוע, מטרת הניסוי הייתה גם להראות שהיא יציבה ובטוחה. בכל סביבה. מסיבה זו צוות קילופאואר מבצע את הניסוי בארבעה שלבים.
שני השלבים הראשונים, שנערכו ללא כוח, אישרו כי כל רכיב במערכת תפקד כראוי. בשלב השלישי, הצוות הגדיל את הכוח לחמם את הליבה לאט לאט לפני שעבר לשלב הרביעי, שכלל ריצת מבחן בהספק מלא של 28 שעות. שלב זה הדמה את כל שלבי המשימה, שכללו אתחול הכור, רמפה לכוח מלא, פעולה קבועה וכיבוי.
לאורך כל הניסוי, הצוות הדמה תקלות מערכת שונות בכדי להבטיח שהמערכת תמשיך לעבוד - שכללה הפחתת הספק, מנועים כושלים וצינור חום כושל. לאורך כל הדרך, גנרטור ה- KRUSTY המשיך לספק חשמל והוכיח שהוא יכול לסבול כל מה שחיפושי החלל זורקים עליו. כפי שגיבסון ציין:
"הכנסנו את המערכת לקצב שלה. אנו מבינים היטב את הכור, ובדיקה זו הוכיחה שהמערכת עובדת באופן שתכננו אותו לעבוד. לא משנה לאיזו סביבה אנו חושפים את זה, הכור מצליח היטב. "
במבט קדימה, פרויקט קילופאואר יישאר חלק מתוכנית GCD (שינוי שינוי המשחק) של נאס"א. כחלק ממנהלת המשימה לטכנולוגיית החלל של נאס"א (STMD), מטרת התוכנית היא לקדם טכנולוגיות חלל שעשויות להוביל לגישות חדשות לחלוטין למשימות החלל העתידיות של הסוכנות. בסופו של דבר הצוות מקווה לבצע את המעבר לתכנית המשימה להפגנה טכנולוגית (TDM) עד 2020.
אם הכל יתנהל כשורה, הכור של KRUSTY יכול לאפשר מאחזים אנושיים קבועים בירח ובמאדים. זה יכול גם להציע תמיכה למשימות המסתמכות על ניצול משאבים מקומי (ISRU) לייצור דלק הידרזיני ממקורות מקומיים של קרח מים וחומרי בניין מרגולית מקומית.
בעיקרון, כאשר משימות רובוטיות מותקנות על הירח לבסיסים להדפסת תלת מימד מתוך רגולית מקומית, ואסטרונאוטים מתחילים לבצע טיולים קבועים לירח כדי לערוך מחקר וניסויים (כמו שהם עושים היום לתחנת החלל הבינלאומית), זה יכול להיות כורים KRUSTY המספקים להם את כל צרכי הכוח שלהם. בעוד כמה עשורים, הדבר יכול להיות נכון למאדים ואף למיקומים במערכת השמש החיצונית.
מערכת כורים זו עשויה לסלול גם את הדרך לרקטות הנשענות על הנעה גרעינית-תרמית או גרעינית-חשמלית, מה שמאפשר משימות מעבר לכדור הארץ המהירות והחסכוניות יותר!
וודא שאתה נהנה מהסרטון הזה של תוכנית GCD, באדיבות NASA 360:
