(UFOVNI.org) Muchas de nuestras misiones espaciales más ambiciosas al espacio han sido posibles utilizando la energía nuclear. El jueves (18 de enero), científicos y funcionarios de la NASA y del Departamento de Energía se reunieron en el Museo Nacional de Pruebas Atómicas en Las Vegas para analizar el proyecto Kilopower , la próxima generación de centrales nucleares para futuras misiones espaciales.
Powering a Habitat on Mars with Kilopower
En el pasado, la NASA ha utilizado generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) para alimentar naves espaciales como Voyager 1 y 2, los paquetes de experimentos de la superficie lunar Apollo y el rover Curiosity. Este dispositivo convierte directamente el calor del plutonio en descomposición en electricidad. No tiene partes móviles, por lo que es ideal para aplicaciones en el espacio. Sin embargo, no es terriblemente eficiente . Los reactores nucleares pueden aprovechar la fisión nuclear activa, o la división de átomos, para ser mucho más eficientes, y la NASA ha estado investigando esta tecnología durante décadas.
Estados Unidos voló su primer reactor espacial, SNAP-10A, en 1965. Sin embargo, desde finales de los años setenta hasta principios de la década de 2000, el desarrollo del reactor espacial no ha tenido éxito. «No ha habido ningún progreso tangible en la tecnología de los reactores de fisión en décadas», dijo Dave Poston, diseñador jefe de reactores en el Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México, durante la conferencia. [ Nuclear Generators Power NASA Deep Space Probes (Infografía) ]
Kilopower Project: Nuclear Power for Astronauts | Video
Los complejos proyectos basados en fisión requieren mucha investigación y desarrollo. «Solían durar mucho tiempo, duraban décadas, [y] los costos iban de cientos de millones a miles de millones de dólares», dijo Steve Jurczyk, administrador asociado de la Dirección de Misión de Tecnología Espacial de la NASA. «Y al final, invariablemente fueron cancelados».
A diferencia de las tecnologías anteriores, el reactor Kilopower es simple, de bajo costo y depende de combustibles y tecnologías que ya se comprenden bien, dijeron funcionarios de la NASA. Utiliza la fisión nuclear activa, como un reactor nuclear convencional, que le permitirá obtener mucha más energía de su núcleo de aleación de uranio que una RTG. Una tubería de calor sujeta alrededor del núcleo del reactor transferirá calor a los generadores de energía de la unidad: pequeños motores Stirling, una tecnología que se desarrolló en 1816 . Los motores son pistones simples que convierten el calor en movimiento, que luego se convierte en electricidad. El reactor irradiará el exceso de calor de una matriz de enfriamiento similar a un paraguas.
Crédito: NASA
En 2012, el Laboratorio Nacional Los Álamos y el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Ohio llevaron a cabo una exitosa prueba de prueba del reactor, y la NASA les dio el visto bueno para continuar el desarrollo y las pruebas en el sitio de seguridad nacional de Nevada. En este momento, el equipo está realizando pruebas de componentes para determinar la reactividad de cada una de las partes del reactor, es decir, cómo reaccionan a la radiación de neutrones generada por la reacción de fisión. Esta fase de prueba debería completarse esta semana, de acuerdo con los funcionarios de la conferencia. Luego, el proyecto progresará a pruebas críticas para el frío, que probarán los componentes del reactor, esta vez con el núcleo de combustible de uranio enriquecido en el interior, dijeron los funcionarios en la conferencia. La prueba de potencia completa está programada para comenzar a mediados de marzo.
Crédito: NASA
El interés de la NASA en enviar astronautas a Marte ha proporcionado el ímpetu primario detrás del proyecto Kilopower: las demandas de energía para una misión humana a Marte serán mucho mayores que los requisitos para misiones robóticas previas, dijo Lee Mason, el principal tecnólogo de la NASA para almacenamiento de energía y energía . «Los rovers Spirit y Opportunity , el aterrizador Phoenix , el rover Curiosity : todos los sistemas de energía en esas misiones tenían menos de 200 vatios», dijo Mason. «Es probable que una misión humana a Marte requiera del orden de 40 o 50 kilovatios [40,000 a 50,000 vatios]».
La NASA está considerando fuentes de energía como los paneles solares, dijo Mason, pero una serie de factores hacen que la energía nuclear sea una opción más atractiva. Por un lado, la superficie de Marte recibe alrededor de un tercio de la luz solar que la Tierra, y con frecuencia ve tormentas de polvoque la reducen aún más. Además, los reactores son más pequeños y más livianos que un sistema comparable de paneles solares y baterías, dijo Mason.
Los reactores tienen una variedad de aplicaciones además de misiones humanas a Marte. Pueden alimentar orbitadores y aterrizadores, proporcionándoles mucha más electricidad que sus predecesores. Los reactores también pueden alimentar los sistemas de propulsión electrónicos . La NASA también está particularmente interesada en usar reactores Kilopower para instalaciones en órbita lunar y en la superficie de la luna, dijo Mason.
«Una prueba de Kilopower exitosa será un gran salto adelante para la energía nuclear espacial», dijo Jurczyk. «Sin embargo, hay mucho más trabajo por hacer para diseñar y calificar un verdadero sistema de vuelo».