Zdroj elektřiny pro Mars: Nasa úspěšně otestovala nový jaderný minireaktor

NASA úspěšně provedla počáteční testy svého kompaktního jaderného systému, který byl navržen pro dlouhé mise na nehostinném povrchu Marsu. Zátěžový test plného výkonu systému je plánován na březen. Dle agentury Reuters tyto informace uvedli pracovníci NASA ve čtvrtek.

Pro dlouhé vesmírné mise na Měsíci, Marsu i v dalších destinacích je jednou z nejdůležitějších výzev zajištění spolehlivého a vysoce účinného zdroje elektrické energie. Elektřina je nezbytná pro zajištění každodenních potřeb, jako je osvětlení, voda nebo kyslík, neobejdou se bez ní ani experimenty a výroba paliva pro dlouhou cestu zpět na Zemi.

Zdroj musí mít dostatečný výkon pro to, aby mohl napájet základny, a zároveň být dostatečně malý a lehký, aby bylo možné ho přepravit na místo určení. NASA prozatím podobný systém neměla, jelikož dosavadní lunární mise konané v letech 1969 až 1972 byly natolik krátké, že podobný zdroj nebyl potřeba.

V prosinci americký prezident Donald Trump podepsal nařízení, které má připravit půdu pro nové mise na Měsíci a případnou misi na Marsu. Příprava zdroje elektrické energie je tak namístě.

NASA pro tyto mise vyvinula reaktor Kilopower, který dokáže produkovat 1-10 kW elektrického výkonu nepřetržitě i více než 10 let. Prototyp využívá jako palivo Uran-235 v pevné formě. Teplo produkované reaktorem je přenášeno pomocí teplovodivých trubek plněných sodíkem a následně je transformováno s vysokou účinností na elektřinu Stirlingovým motorem. Motor využívá tepelnou energii pro vznik tlakové síly, ta dává do pohybu píst spojený s alternátorem, který vyrábí elektřinu.

Téměř dva a půl měsíce dlouhé počáteční testování systému Kilopower začalo v listopadu v Nevadě a ve čtvrtek pracovníci NASA informovali o jeho úspěšném dokončení. Nyní systém čeká zátěžový test, který ověří provoz na  plný výkon po dobu 28 hodin, proveden by měl být na konci března.

Zkoušky komponent systému nazývaného KRUSTY byly „velmi úspěšné – modely dokázaly velmi dobře předpovědět, co se stane a operace probíhaly hladce“, uvedl Dave Poston, hlavní konstruktér reaktoru z Los Alamos National Laboratory.

Systém byl vyvinut zejména pro mise na Marsu

Na rozdíl od solárních systémů, lze štěpné reaktory jako zdroj energie využít kdekoliv, kam NASA vyšle své astronauty nebo roboty. Například na Marsu se intenzita slunečního záření v průběhu ročních období značně liší a prachové bouře zde mohou trvat až měsíce. Na Měsíci chladná lunární noc přetrvává po dobu 14 dní. V těchto náročných prostředích je výroba elektřiny ze slunečního záření obtížná a možnosti dodávky paliva jsou omezené. Kilopower je lehký, spolehlivý a výkonný, což z něj dělá ideální zdroj pro mise na Marsu nebo Měsíci.

„Potřebujeme zdroj energie, který dokáže zvládnout extrémní prostředí. Kilopower nám otevírá celý povrch Marsu včetně severních zeměpisných šířek, kde může být voda. Na Měsíci by mohla být technologie Kilopower nasazena, aby pomohla hledat zdroje v kráterech s trvalým stínem,“ uvádí Lee Mason, hlavní technologický technik společnosti NASA pro výrobu a skladování energie.

Mason uvedl, že Mars je hlavním zaměřením projektu Kilopower a poznamenává, že lidská mise pravděpodobně bude vyžadovat zdroje schopné dodat výkon 40-50 kW.

„Kompaktní rozměry a robustnost technologie Kilopower nám dovoluje dodávat na povrch několik jednotek na jediném přistávacím modulu, což poskytne desítky kilowattů výkonu,“ uvádí Steve  Jurczyk.

Technologie by mohla napájet stanoviště a systémy pro podporu života, umožnit astronautům získávat zdroje, dobít rovery a provozovat zařízení přeměňující zdroje na planetě na kyslík, vodu a palivo. Mohla by také potenciálně posílit elektrické pohonné systémy kosmických lodí na misích na vnějších planetách.

Úvodní fotografie: Prototyp energetického zdroje Kilopower; Zdroj: NASA Glenn Research Center