/NASA neden aya bir nükleer enerji santrali kurmak istiyor?

NASA neden aya bir nükleer enerji santrali kurmak istiyor?

Ay’da bir nükleer fisyon güç sistemi konseptinin illüstrasyonu.

NASA

NASA ve ABD Enerji Bakanlığı, inşa etmek için endüstriden teklifler arayacak ayda bir nükleer enerji santrali ve Mars’ın uzun vadeli keşif planlarını desteklemesi. Öneri, bir fisyon yüzey güç sistemi içindir ve amaç, 2026 yılına kadar bir uçuş sistemi, iniş ve reaktöre sahip olmaktır.

NASA’nın Uzay Teknolojisi Misyon Müdürlüğü bünyesindeki nükleer teknoloji portföyü lideri Anthony Calomino, planın 2020’lerin sonlarına kadar Ay’da gösteri için 10 kilovatlık bir fisyon yüzey güç sistemi geliştirmek olduğunu söyledi. Tesis tamamen üretilecek ve Dünya üzerinde monte edilecek, ardından güvenlik ve doğru çalıştığından emin olmak için test edilecektir.

Daha sonra, bir ay iniş aracıyla entegre edilecek ve bir fırlatma aracı onu ayın etrafındaki bir yörüngeye taşıyacak. Bir iniş aracı onu yüzeye indirecek ve ulaştığında, ek bir montaj veya inşaat gerektirmeden çalışmaya hazır hale gelecektir. Gösterinin bir yıl sürmesi bekleniyor ve nihayetinde Ay, Mars ve ötesinde uzun görevlere yol açabilir.

Calomino, “Teknoloji gösteri yoluyla kanıtlandıktan sonra, gelecekteki sistemler ölçeklendirilebilir veya aya ve sonunda Mars’a uzun süreli görevler için birden fazla birim birlikte kullanılabilir” dedi. “Her biri 10 kilovat elektrik gücü sağlayan dört birim, ayda veya Mars’ta bir ileri karakol kurmak için yeterli güç sağlayacaktır. Bir fisyon yüzey güç sistemi kullanarak gezegen yüzeylerinde büyük miktarlarda elektrik gücü üretme yeteneği, büyük ölçekli keşiflere olanak sağlayacaktır. insan karakollarının kurulması ve yerinde kaynaklar, ticarileştirme olasılığına izin verirken. “

NASA, DOE’nin laboratuvar kompleksinin bir parçası olan bir nükleer araştırma tesisi olan Idaho Ulusal Laboratuvarı (INL) ile bunun üzerinde çalışıyor. Ancak plan gerçekçi mi ve bundan altı yıl sonra teslimat mümkün mü? Idaho Ulusal Laboratuvarı Uzay Nükleer Enerjisi ve İzotop Teknolojileri Bölümü müdürü Steve Johnson’a göre cevap “evet”.

Johnson, “2026 tarihini karşılamak için, programdaki riski azaltmak için gelişmiş yakıtlar ve malzemeler üzerinde yıllarca süren araştırma ve geliştirme çalışmalarının yanı sıra son ticari uzay taşımacılığı gelişmelerinden yararlanabiliyoruz” dedi. “NASA ve havacılık endüstrisi ile mevcut teknolojileri kullanarak çalışmak için ticari nükleer endüstri yeniliğini masaya getirmeye gerçekten çabalıyoruz.”

Calomino, bu projenin başarısı için kritik olan teknolojilerin bir nükleer reaktör, güç dönüşümü, ısı reddi ve uzay uçuşu teknolojisi olduğunu söyledi.

Nükleer santral nasıl çalışacak

“Düşük zenginleştirilmiş bir nükleer yakıt, nükleer çekirdeğe güç sağlayacaktır” dedi. “Küçük nükleer reaktör, güç dönüştürme sistemine aktarılan ısı üretecektir. Güç dönüştürme sistemi, yanıcı yakıt yerine reaktör ısısıyla çalışmak üzere tasarlanmış motorlardan oluşacaktır. Bu motorlar ısıyı kullanır, onu elektrik enerjisine dönüştürür. Ay ve Mars yüzeylerinde koşullandırılır ve kullanıcı ekipmanına dağıtılır. Isı reddetme teknolojisi, ekipman için doğru çalışma sıcaklıklarını korumak için de önemlidir. “

Johnson, son birkaç on yılda gerçekleşen araştırma ve geliştirmeye ek olarak, nükleer reaktör, güç dönüşümü, ısı reddi ve uzay uçuşu teknolojisini oluşturmaya adanmış mevcut fiziksel altyapının 2026 zaman çizelgesini ulaşılabilir hale getireceğini söyledi.

“Ülkenin zaman çizelgesine uymak için bu önemli girişimi desteklemek için ulusal laboratuvarlarımızda bulunan mevcut tesisleri ve teknik uzmanlığı kullanabiliriz.” Dedi. “INL’de, bu muazzam çaba için havacılık, nükleer ve enerji şirketlerini bir araya getiren bu gösteri reaktörünü tasarlamak için önümüzdeki aylarda gelecekteki bir endüstri / ortaklık çabasını destekliyoruz.”

SpaceIL’in Beresheet uzay aracı tarafından yörüngede çekilmiş bir ay fotoğrafı.

SpaceIL

Calomino, ajansın DOE ile ortaklık kurduğunu ve misyon ve sistem gereksinimlerini birlikte tanımlayacaklarını söyledi. INL, reaktörü ve kalkanı, güç dönüştürme sistemi, ısı reddi sistemi ve güç yönetimi ve dağıtım sistemi dahil olmak üzere fisyon yüzey gücü ay sistemi için geliştirme sözleşmelerini yönetecek.

“Fisyon yüzey güç sistemi, yaklaşık 10 yıl boyunca yaklaşık 10 kilovat elektrik gücünde çalışacak şekilde tasarlanacak” dedi., 10 kilovat’ın kabaca üç veya dört büyük haneye güç sağlamak için gereken enerji miktarına eşdeğer olduğunu da ekliyor.

Calomino, laboratuvarın endüstri ilgisini ölçmek ve proje için tasarımlar talep etmek için bir bilgi talebi yayınladığını söyledi. Hepsi havacılık, nükleer ve enerji dönüştürme sektörlerinden büyük ve küçük şirketlerden 22 yazılı yanıt aldı.

Bu firmalardan herhangi birinin ismini vermezken, firmaların hepsinin nükleer reaktör yapma, uzay uçuşu teknolojisi geliştirme ve bu özel proje için ihtiyaç duyulacak özel ekipmanı üretme konusunda deneyimli olduğunu söyleyebilirdi. NASA ve DOE’nin, 2021’in başlarında, özellikle nükleer fisyon gücüyle ilgili başka bir teklif talebi yayınlamayı planladığını da sözlerine ekledi. Gelecekteki sözleşme değerlerinin hala belirlenmesi gerekiyor.

“Hükümet, bir ön tasarım geliştirmek için çok sayıda kısa vadeli sözleşme, ardından son uçuş donanımı geliştirme için büyük bir sözleşme yapmayı planlıyor” dedi. “Proje, şirketlerin bu benzersiz ve karmaşık güç sistemini geliştirmek için gereken tüm teknoloji alanlarına hitap edecek ekipler oluşturacağını öngörüyor.”

Calomino, projenin çok karmaşık olduğunu çünkü farklı organizasyonel mühendislik becerilerinin entegrasyonunu gerektirdiğini söyledi.

“Nükleer reaktör geliştirmede uzmanlaşmış şirketler, uzay uçuşu ekipmanı veya güç dönüştürme sistemleri geliştirme konusunda kurumsal bilgiye veya deneyime sahip olmayabilir” dedi. “Ek olarak, ortaklıklar oluşturarak en verimli şekilde elde edilen başka özel iletişim ekipmanları, sensörler, güç dönüştürme teknolojisi ve ısı transfer teknolojisi olabilir.”

Ayda bir nükleer reaktör güvenli midir?

Ay’da bir nükleer reaktör fikri genel halk için alışılmadık, hatta tehlikeli görünebilir. Andrew Crabtree, kurucusu Nükleere Girin İş bulma kurumu, bu çabada dikkate alınması gereken birçok faktör varken uzayda nükleer enerjiyi kullanmanın güvenli olup olmadığı meselesinin bunlardan biri olmadığını söyledi.

Crabtree, “Nükleer enerji uzayda daha önce defalarca kullanıldı,” dedi. “Atom enerjisi, Apollo 12’nin Kasım 1969’daki uçuşundan bu yana, muazzam sıcaklık değişimlerine başarıyla karşı koyduğundan beri ayda çalışıyor. Apollo 12, ayda bir nükleer elektrik güç sisteminin ilk kullanımına işaret etti.”

Ayrıca, alanı kirlilikten uzak tutma konusunda endişeleri olan kişilerin rahat olması gerektiğini söyledi.

“‘Uzayı nükleer atıkla kirletmemeliyiz’ gibi bir şey söylemeden önce, duyduğunuz neredeyse her uzay görevinin, elektrik kaynağı olarak Plütonyum-238’e sahip radyoizotop termoelektrik jeneratörleri kullandığını bilin.”

Yeşil işletmeler için bir karlılık ve pazarlama danışmanı olan Shel Horowitz, aya bir nükleer enerji santrali kurmanın bir boondoggle olacağını ve bunda tamamen gereksiz olacağını söyledi.

“Güneşten, rüzgârdan ve küçük ölçekli hidroelektrikten gelen gerçekten temiz enerjinin hızla düşen maliyeti ve ayrıca koruma sayesinde elde ettiğimiz artan verimlilikle, uzun, pahalı ve zahmetli bir süreçten geçmek için hiçbir neden yok,” dedi. “Enerji ihtiyacımızı bu olmadan karşılayabiliriz.”

Cevaben Calomino, bu projenin Horowitz tarafından alıntılanan aynı yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını çok iyi gerektirebileceğini söyledi. Gelecekte yürütülen diğer görevler de bunları gerektirebilir, ancak uzayda faaliyet göstermenin, yenilenebilir enerji kaynaklarını imkansız olmasa da kullanışsız hale getirebilecek benzersiz zorlukları vardır.

“Bu görevler, çok çeşitli zorlu gereksinimleri mümkün kılmak için çeşitli güneş, pil, radyoizotop ve fisyon güç sistemleri gerektirebilir” dedi. “Güneş enerjisinin, rüzgarın ve hidro enerjinin hazır olmadığı yerlerde fisyon yüzey gücü gereklidir. Örneğin Mars’ta, güneşin gücü mevsimler boyunca büyük ölçüde değişir ve periyodik toz fırtınaları aylarca sürebilir. Ay’da, Soğuk ay gecesi 14 gün sürerken, güneş ışığı kutupların yakınında büyük ölçüde değişir ve kalıcı olarak gölgelenen kraterlerde yoktur.Bu zorlu ortamlarda, güneş ışığından güç üretimi zordur ve yakıt temini sınırlıdır.Fisyon yüzey gücü hafif, güvenilir ve verimli çözüm. “

Steve Melink, yazarı Füzyon Kapitalizmi: Muhafazakarlar İçin Temiz Enerji Vizyonuve ticari bina endüstrisi için yenilenebilir enerjiyi teşvik eden bir şirket olan Melink Corp.’un kurucusu ve CEO’su, dikkate alınması gereken başka faktörler de olduğunu söyledi.

“Ne zaman bir şeyler ters giderse, sorunu nasıl çözeceğiz, özellikle de acilse?” O sordu. “Nükleer enerji o kadar karmaşık ki, öngörülebilir her sorunu önceden tahmin etmek, gelecek nesiller için uygun görünmeyen parçalar, teknisyenler ve malzemeler gerektirecek.”

NASA’nın uzayda zaten güç üretmek için kullanıldığını söylediği ve pratik bir çözüm olarak tanımladığı güneş fotovoltaiklerini kullanmasını önerdi.

Fisyon yüzey gücü, güneş enerjisi, rüzgar enerjisi ve hidro enerjinin hazır olmadığı yerlerde gereklidir.

Anthony Calomino

NASA’nın nükleer teknoloji portföyü, Uzay Teknolojisi Misyon Müdürlüğü bünyesinde lider

Solar fotovoltaiklerle ilgili olarak, “Son 10 yılda maliyet o kadar düştü ki, dünyanın her yerindeki kamu hizmetleri, işletmeler ve okullar onu diğer mevcut seçenekler üzerine kuruyorlar” dedi. “Erime, radyoaktif kirlenme ve tam güç kesintileri gibi yıkıcı riskler yoktur. Güneş, zaman içinde fazlalık ve genişletilebilirlik sağlamak için nihai çözümdür.”

Bu endişelere rağmen Calomino, güvenliğin NASA’nın başından beri önceliği olduğunu söyledi. Projenin, projenin çevresel etkilerinin değerlendirilmesini içeren Ulusal Çevre Politikası Yasası onay sürecinden geçmesi gerekiyor ve güç sistemi, nükleer yakıtın ay yüzeyine çıkana kadar etkinleştirilmeyeceği şekilde tasarlanacak.

“Karasal reaktörlerin aksine, yakıtın çıkarılması veya değiştirilmesine yönelik bir niyet yoktur” dedi.

Calomino, 10 yıllık görevinin sonunda tesisi güvenli bir şekilde emekliye ayırma planının da olduğunu söyledi.

“Ömrünün sonunda, sistem kapanacak ve radyasyon seviyeleri kademeli olarak insan erişimi ve kullanımı için güvenli seviyelere düşecektir” dedi. “Kullanılan sistemler, mürettebat veya çevre için herhangi bir tehdit oluşturmayacakları uzak bir depolama konumuna taşınabilir.”

Bir sanatçının bir iç bahçecilik alanını ortaya çıkaran bir kesit ile insan Mars üssü kavramı

Kaynak: NASA

Liberty BioSecurity’de tıbbi inovasyon şefi olan Dr. Jose Morey, tesiste bir olay olsa bile, Dünya için çok az risk teşkil ettiğini söyledi. Bunun nedeni, gezegenin uzayda üretilen ölümcül radyasyonu engelleyen bir atmosfer tarafından korunmasıdır.

“Çeşitli radyasyon türleri vardır ve kozmik ışınlar en zararlı olanlardan bazılarıdır ve evren bunun içinde çalkalanıyor” dedi. “Ayrıca her yerde bolca bulunan diğer tüm radyasyon türleri de var.”

Dr. Morey, bu çabaya katılmakla ilgilendiklerini ifade eden bazı şirketlerin arasında Blue Origin ve BWXT olduğunu da sözlerine ekledi. Blue Origin, CNBC’ye yorum yapmadı ve BWXT yorum isteklerini geri göndermedi.

“Aynı zamanda genel enerji mühendisliği şirketlerinin, geleneksel havacılık şirketlerinin ve yeni havacılık oyuncularının bir karışımı” dedi.

Bu girişim henüz başlangıç ​​aşamasındayken, nükleer enerji endüstrisinin hala yeni sınırlar keşfetmekte olduğunu gösteriyor. Dr. Morey, nükleer güç sorununun karmaşık politik yapısına rağmen, avantajlarının onu ABD’nin uzaydaki çabalarını güçlendirmek için ideal hale getirdiğini söyledi.

“Nükleer enerji her zaman çok temiz bir enerji formu ve son derece etkili olmuştur” dedi. “Gerçekçi olarak, derin uzay araştırmaları ve daha da önemlisi insanlığın çok gezegenli bir tür haline gelmesi için çok önemli olacak. Uzay araştırmalarının bu yeni şafağı, bir sonraki verimli, temiz enerji şekli keşfedilene kadar nükleer endüstride bir yeniden diriliş görecek. . “

#NASA #neden #aya #bir #nükleer #enerji #santrali #kurmak #istiyor