NASA’nın Fisyon Yüzey Enerjisi Projesi’nin konsept görüntüsü. Kredi bilgileri: NASA
NASA özerklik, güvenlik ve uzun vadeli çalışmaya odaklanarak Ay için bir nükleer fisyon reaktörü geliştirmeye yönelik Fisyon Yüzey Enerjisi Projesi ile ilerliyor. Bu çaba, potansiyel uygulamalarla Ay’da sürdürülebilir insan varlığını desteklemeyi amaçlıyor. Mars.
NASA projesinin ilk aşamasını tamamlıyor Fisyon Yüzey Enerjisi ProjesiAy’da gelecekteki bir gösteri sırasında kullanılabilecek küçük, elektrik üreten bir nükleer fisyon reaktörü için konsept tasarımlar geliştirmeye ve Mars için gelecekteki tasarımlara bilgi sağlamaya odaklandı.
NASA, 2022’de her ticari ortağa reaktörü de içeren bir başlangıç tasarımı geliştirme görevi vererek 5 milyon dolarlık üç sözleşme imzaladı; güç dönüşümü, ısı reddi ve güç yönetimi ve dağıtım sistemleri; varsayılan fiyatlar; ve ay yüzeyinde en az 10 yıl boyunca sürekli insan varlığının sağlanmasının önünü açabilecek bir geliştirme programı.
Ay’da Nükleer Enerjiyi Göstermek
NASA’nın Washington’daki NASA Genel Merkezindeki Uzay Teknolojisi Misyon Direktörlüğü bünyesindeki Teknoloji Gösterim Görevleri program direktörü Trudy Kortes, “Ay’da bir nükleer güç kaynağının gösterilmesi, bunun güvenli, temiz ve güvenilir bir seçenek olduğunu göstermek için gereklidir” dedi. “Ay gecesi teknik açıdan zorlayıcıdır, dolayısıyla Güneş’ten bağımsız çalışan bu nükleer reaktör gibi bir güç kaynağına sahip olmak, Ay’da uzun vadeli keşif ve bilim çabaları için olanak sağlayan bir seçenektir.”
Güneş enerjisi sistemlerinin Ay’da sınırlamaları olsa da, bir nükleer reaktör kalıcı olarak gölgeli alanlara (su buzunun olabileceği yerlere) yerleştirilebilir veya 14 buçuk Dünya günü uzunluğundaki ay geceleri boyunca sürekli olarak güç üretebilir.
NASA, Ay’da ve nihayetinde Mars’ta sürekli bir varlık planlıyor. Güvenli, verimli ve güvenilir enerji, gelecekteki robotik ve insani keşiflerin anahtarı olacaktır. Kredi bilgileri: NASA
NASA, ticari ortakların teknik inceleme için yaratıcı yaklaşımlar getirme yeteneğini sürdürmek amacıyla bu ilk reaktörün gereksinimlerini açık ve esnek olacak şekilde tasarladı.
“Sağlıklı bir yaklaşım çeşitliliği vardı; NASA’nın Cleveland’daki Glenn Araştırma Merkezi’nde Fission Surface Power proje yöneticisi Lindsay Kaldon, “hepsi birbirinden çok benzersizdi” dedi. “Onlara bilerek çok fazla gereksinim vermedik çünkü kalıpların dışında düşünmelerini istedik.”
Teknik Gereksinimler ve Güvenlik Hususları
Bununla birlikte NASA, reaktörün altı metrik tonun altında kalması ve 40 kilowatt (kW) elektrik gücü üretebilmesi gerektiğini, gösteri amaçları için yeterli olmasını ve ay yaşam alanlarını, gezicileri, yedek ızgaraları veya bilimsel deneyleri çalıştırmak için mevcut ek gücü sağlaması gerektiğini belirtti. . ABD’de ortalama 40 kW, 33 haneye elektrik gücü sağlayabilir.
NASA ayrıca reaktörün insan müdahalesi olmadan on yıl boyunca çalışabilmesine yönelik bir hedef belirledi ki bu da başarısının anahtarı. Güvenlik, özellikle radyasyon dozu ve korumayla ilgili olarak tasarım için bir diğer önemli faktördür.
Ortaklıklar, belirlenen gerekliliklerin ötesinde, reaktörün uzaktan nasıl çalıştırılacağını ve kontrol edileceğini de öngördü. Potansiyel hataları tespit ettiler ve farklı yakıt türlerini ve konfigürasyonlarını değerlendirdiler. Karasal nükleer şirketlerin uzay alanında uzmanlığa sahip şirketlerle eşleştirilmesi, çok çeşitli fikirlerin ortaya çıkmasını sağladı.
İleriye Bakış: 2. Aşama ve Sonrası
NASA, endüstrinin Ay’da gösterilecek son reaktörü tasarlamasının talep edileceği Aşama 2’den önce daha fazla bilgi toplamak amacıyla üç Aşama 1 sözleşmesini uzatmayı planlıyor. Kaldon, bu ek bilginin kurumun 2. Aşama gerekliliklerini belirlemesine yardımcı olacağını söylüyor.
Kaldon, “Üç ortaktan çok fazla bilgi alıyoruz” dedi. “Tüm bunları işlemek ve Aşama 2’ye girmenin neyin mantıklı olduğunu görmek için biraz zaman ayırmamız ve ileriye dönük olarak daha düşük riskli bir sistem tasarlamak için gereklilikleri belirlemek amacıyla Aşama 1’den en iyi sonuçları almamız gerekecek.”
2. Aşama için açık taleplerin 2025 yılı için planlanması planlanıyor.
Aşama 2’den sonra reaktörün fırlatma rampasına teslim edilmesi için hedef tarih 2030’ların başıdır. Ay’da reaktör bir yıllık bir gösteriyi ve ardından dokuz operasyonel yılı tamamlayacak. Her şey yolunda giderse reaktör tasarımı Mars’ta potansiyel kullanım için güncellenebilir.
NASA, Aşama 2’ye hazırlanmanın ötesinde, yakın zamanda Rolls Royce North American Technologies, Brayton Energy ve General Electric ile Brayton güç dönüştürücülerini geliştirmek üzere sözleşme imzaladı.
Nükleer fisyon sırasında üretilen termal enerjinin, kullanılmadan önce elektriğe dönüştürülmesi gerekir. Brayton dönüştürücüler bu sorunu, dönüştürücülerin içindeki türbinleri döndürmek için ısı farklarını kullanarak çözer. Ancak mevcut Brayton dönüştürücüler çok fazla ısı harcıyor, bu nedenle NASA, şirketlere bu motorları daha verimli hale getirme konusunda meydan okudu.
Teknoloji Gösterim Görevleri programı, NASA’nın Uzay Teknolojisi Görev Müdürlüğü kapsamında Fisyon Yüzey Gücünü yönetiyor.