211service.com
Mums reikia galingesnių branduolinių variklių, kad galėtume toliau ir greičiau tyrinėti kosmosą
NASA
Praeitais metais, Kelionė 2 pagaliau prasibrovė į tarpžvaigždinę erdvę nukeliavę daugiau nei 11,2 mlrd mylios. Šią epinę misiją tapo įmanoma naudojant branduolinę energiją – technologiją, kuri dešimtmečius buvo varoma erdvėlaiviais.
Erdvėlaiviai, tokie kaip „Voyager“ pora, maitinami radioizotopiniais termoelektriniais generatoriais arba RTG. Šie varikliai remiasi tuo, kad radioaktyviosios medžiagos skaidant išskiria šilumą. Paverčiant plutonio-238 (P-238) skilimo šilumą į elektrą, erdvėlaiviai tęsiasi dar ilgai po to, kai saulės spinduliai yra toli.
Tačiau RTG taip pat mus varžo. Jei norime siųsti erdvėlaivius – ar žmones – toliau, greičiau ir dažniau, negalime pasikliauti tomis pačiomis dešimtmečių senumo branduolinėmis technologijomis. Kaip galime išplėsti savo pasiekiamumą?
Kas vyksta šiuo metu
Mūsų plutonio-238 atsargos baigiasi. Originali partija buvo pagaminta JAV kaip šalutinis produktas gaminant ginklams tinkamo plutonio-239 šaltojo karo metu. Kad ir toliau tyrinėtų, NASA reikia daug daugiau.
Oak Ridge National Lab ėmėsi jį pagaminti 2012 m. Tai buvo lėtas rankinis procesas, norint pagaminti net kelis gramus. Tačiau praėjusį mėnesį Oak Ridge mokslininkai paskelbė jie pagaliau sukūrė būdą, kaip automatizuoti ir padidinti neptunio ir aliuminio granulių, reikalingų P-238 gamybai, gamybą. Granulės paverčiamos brangiu P-238, jas presuojant ir uždarant į aliuminio vamzdelius ir apšvitinant reaktoriuje.
Šių granulių kūrimas buvo didžiausia proceso kliūtis, o norint pašalinti žmones iš lygties, reikėjo daug eksperimentuoti. Daugelyje branduolinių darbų reikia gaminti maistą ir ieškoti, sako programos vadovas Bobas Whamas. Jūs kuriate jį, įdėdami daug saugos veiksnių į dizainą; išimkite jį; ir pažiūrėkite, ar jis veikia taip, kaip tikėjotės. Po daugelio metų darbo automatizuojant matavimą ir gamybą, tai pavyko.
Laboratorija dabar pagamina 50 gramų P-238 per metus, bet tikisi, kad netrukus bus iki 400 gramų per metus. Jis prognozuoja, kad per dvejus metus jis galės pasiekti NASA metinį 1,5 kg tikslą. Kuo daugiau P-238 turime, tuo daugiau misijų galime išsiųsti į gilųjį kosmosą.
Maži žingsneliai
NASA taip pat ištyrė, kaip sukurti efektyvesnius RTG, vadinamus eMMRTG, arba patobulintus kelių misijų RTG. Tačiau norėdami iš tikrųjų žengti didesnį žingsnį į priekį, turime pažvelgti į kažką naujo. Galiausiai mums prireiks didesnės galios sistemų. Tik dalijimasis gali tai užtikrinti bet kokio tipo artimiausio laikotarpio scenarijuje, sako Los Alamos nacionalinės laboratorijos tyrėjas Davidas Postonas.
NASA
Įeikite Kilo galia .
Postonas yra NASA NASA dalijimosi reaktoriaus prototipo „Kilopower“ vyriausiasis reaktorių projektuotojas sėkmingai išbandytas praeitais metais. Jis galėtų suteikti galios ilgų misijų metu, galbūt net žmonių planetų forpostams. Postonas sako, kad tai, kaip mes tai padarėme įmanomu, viską supaprastino. Per pastaruosius 30 metų turėjome daugybę kosminių reaktorių programų, tačiau jos visos žlugo. Dažniausiai dėl to, kad jie tapo per brangūs. Šiuo metu „Kilopower“ galia siekia 4 kilovatus, tačiau mokslininkai tikisi pasiekti 10 kW.
Milžiniški šuoliai
Jau kurį laiką buvo kai kurių danguje kylančių branduolinių idėjų, įskaitant atominių bombų susprogdinimą erdvėlaivio gale. branduolinio impulso varymas (Galbūt galite pastebėti keletą praktinių problemų). Tačiau kai kurie žmonės vis dar stengiasi paversti tokias pat beprotiškas idėjas realybe.
Viena iš tų komandų yra „Princeton Satellite Systems“, kuri siekia generuoti megavatų galios naudojant sintezę. Taip, nuo vatų perėjome prie kilovatų iki megavatų. Tikriausiai esate susipažinę su sinteze – tai vyksta danguje kiekvieną dieną dėl mūsų saulės. Sintezija gamina kelis kartus daugiau energijos, kurią sukuria dalijimasis, tačiau ją sunku kontroliuoti.
Princeton Satellite Systems kuria a tiesioginė sintezės pavara , kuri naudoja magnetinius laukus srovei generuoti plazmoje ir kaitinti ją iki 1 milijardo °C. Komanda teigia, kad mikroautobuso dydžio mašinos trauka (teoriškai) sutrumpintų kelionės tarp Saulės sistemų laiką daugiau nei per pusę (kelionės į Plutoną užtruktų maždaug ketverius metus, o ne devynerius), o energijos trūktų.
Oak Ridge nacionalinė laboratorija, JAV Energetikos departamentas
Jei ten pateksite, galite atlikti daug puikių eksperimentų, sako firmos fizikas Charlesas Swansonas. Vienas šauniausių dalykų Cassini padarė Saturno palydovo Titano radaro nuotraukas. Tačiau radaras yra alkanas energijos ir buvo ribotas. Turint megavatą galios, atsilaisvina galimybės.
Bendrovė gavo daug lėšų iš NASA ir JAV Energetikos departamento, todėl atrodo, kad kažkas tiki, kad šis mėnulis gali pasiteisinti. Bet būkime atviri: tai neįvyks artimiausiu metu – ar net mūsų gyvenime. Sintezija vis dar yra ankstyviausiose tyrimų stadijose Žemėje.
Nepaisant to, vis tiek smagu įsivaizduoti, ką tai gali padaryti. Tai galėtų būti šuoliu, kurio mums reikia, kad paspartintume savo keliones į išorines planetas ir už jos ribų.