NASA: pomysł na elektrownie jądrowe dla Marsa

Piątek, 30 Czerwca 2017, 12:28

Załogowe bazy na Czerwonej Planecie będą potrzebować odpowiedniego źródła energii. Rozwiązanie może przynieść rozszczepianie atomów ciężkich pierwiastków. Dopracowaniu tej koncepcji służą prace nad uruchomionym trzy lata temu programem Kilopower.

Ostatni raz Amerykanie umieścili reaktor działający w oparciu o rozszczepienie jądra atomowego w kosmosie w latach 60-tych ubiegłego stulecia. Próby owe prowadzono w ramach projektu Systems for Nuclear Auxiliary (SNAP). Wystrzelona 3 kwietnia 1965 r. niewielka elektrownia jądrowa działała w przestrzeni kosmicznej przez 43 dni. Zasilający ją reaktor SNAP-10A generował 500 wat mocy. Nieaktywny obiekt do dziś pozostaje na orbicie.

Również w programie SNAP opracowano radioizotopowe generatory elektryczne RTG, które wytwarzają prąd w oparciu o ciepło emitowane przez rozkład promieniotwórczego plutonu. RTG z powodzeniem wykorzystano od tego momentu podczas wielu misji w daleki kosmos – np. w sondach Voyager. Radioizotopowy generator termoelektryczny jest również źródłem energii dla marsjańskiego łazika NASA Curiosity.

RTG na pokładzie Curiosity generuje 125 watów mocy. To mniej niż potrzebuje kuchenka mikrofalowa. Tymczasem wedle szacunków, zamieszkiwana przez astronautów baza na Marsie będzie mieć zapotrzebowanie na poziomie 40 kilowatów. Prąd będzie niezbędny do produkcji paliwa, odzyskiwania tlenu czy pozyskiwania wody, a także utrzymania habitatu, zasilania wyposażenia naukowego, czy ładowania baterii wykorzystywanych pojazdów.

Źródłem energii na Marsie może być Słońce. Jednak nawet najlepiej nasłonecznione obszary Czerwonej Planety otrzymują co najwyżej 1/3 tej energii, która dociera do powierzchni bliższej gwieździe Ziemi.

W tej sytuacji NASA postanowiła rozejrzeć się za alternatywnymi źródłami prądu. W ramach realizowanego od trzech lat projektu Kilopower inżynierowie agencji pracują nad niewielkimi reaktorami jądrowymi. Testowe urządzenie tego typu ma być gotowe już wkrótce. Od września br. do stycznia 2018 będzie poddawane próbom na terenie Nevada National Security Site w pobliżu Las Vegas. Mierzący 1,9 m wysokości prototyp ma wytwarzać 1 kilowat mocy.

Działanie reaktorów jądrowych projektowanych w ramach Kilopower polega na produkcji prądu w oparciu o ciepło, które powstanie z rozszczepiania atomów uranu. Każde takie docelowe urządzenie mogłoby dawać 10 kW mocy. Wówczas cztery do pięciu reaktorów mogłyby z powodzeniem zasilać całą marsjańską bazę.

Reaktor jądrowy ma jeszcze tę zaletę, że w przeciwieństwie do paneli fotowoltaicznych, może działać niezależnie od pogody na danej planecie. Z powodzeniem może też być wykorzystywany w miejscach stale zacienionych, np. w okołobiegunowych kraterach na Księżycu, na których dno nigdy nie dociera światło naszej dziennej gwiazdy.

Czytaj też: Skąd czerpać prąd? Źródła energii elektrycznej dla statków kosmicznych

Dziękujemy! Twój komentarz został pomyślnie dodany i oczekuje na moderację.

Dodaj komentarz

6 komentarzy

małe be Czwartek, 06 Lipca 2017, 0:32
w sumie niezły pomysł. w ramach misji przedzałogowej reaktory byłyby dostarczone na powierzchnie. potem gdy już załogowa wyprawa dotrze na orbitę, zdalnie poprzez roboty zakopałoby się je w gruncie (wtedy odpada transport osłon a to przeca większość masy) w jakiejś odległości od bazy i podciągnęło tylko linię sterowania i zasilania. ogniwa słoneczne są fajne ale trzeba o nie dbać a i wiatry na marsie są niezłe. reaktor ma też tą zaletę, że produkuje mnóstwo energii cieplnej, nie do pogardzenia w warunkach marsa. w sam raz do ogrzewania szklarni. potem trzeba by tylko dowozić paliwo ale to mała masa. jak będzie pewne źródło energii to i paliwo się wytworzy i tlen - na początek. docelowo rośliny dadzą radę. to kwestia skali inwestycji w szklarnie. nie musimy nic wymyślać, natura już to wymyśliła.
Teodor Piątek, 30 Czerwca 2017, 14:17
Nie wiem na ile ta technologia jest zmodernizowana w stosunku do reaktorow z lat 70tych kiedy wysylano Voyager'y w przestrzen kosmiczna. Wydaje mi sie jednak iz ktos pracuje nad ogniwami slonecznymi na bazie roslin, a na Marsie jest cisnienie "1155 Pa przy dnie Hellas Planitia... Skład atmosfery to głównie dwutlenek węgla (95,32%), azot (2,7%) i argon (1,6%)." Moze byc problem co najwyzej z woda, ale jakby zrobic to w cyklu zamknietym to obieg wody powinien byc staly. Rozwiazloby to problem potrzebnego tlenu dla potencjalnej zalogi. Oczywiscie ktos napisze ze ciezar bedzie duzo wiekszy niz te 4 reaktory.
Szwejjakobyły Poniedziałek, 03 Lipca 2017, 12:13
Podobnie obiecujące są perowskity (pani Olgi Malinkiewicz!) - jeśli opracują prostszą i tanią technologię wytwarzania (bo o to teraz w tym chodzi) - to możnaby "drukować" powłoki/baterie na miejscu na Marsie (kwestia jakie surowce/pierwiastki będą finalnie potrzebne w prostszej, masowej wersji)
1 atm= 101325 Pa Piątek, 30 Czerwca 2017, 16:58
Nie rozumiem o co ci chodzi z tym (bardzo niskim) ciśnieniem. Pomyliły ci się paskale z hektopaskalami?
lk5 Wtorek, 04 Lipca 2017, 11:43
A o jaką atmosferę pytasz? Ziemską czy marsjańską. Na Marsie prawie nie ma atmosfery, stąd to 1155Pa
Piotr Piątek, 30 Czerwca 2017, 15:24
No wlasnie. Ktos napisze, ze ciezar bedzie duzo wiekszy, a co za tym idzie finansowo okaze sie to nie do zrealizowania. Nie przemyslales tego, prawda?