 |
| Foto: Los Alamos National Laboratory |
Mirando hacia el futuro de la exploración espacial tripulada, es claro para la NASA y otras agencias espaciales que ciertos requisitos tecnológicos deben cumplirse.
No solo se necesita una nueva generación de vehículos de lanzamiento y cápsulas espaciales (como SLS y Orionspacecraft), sino que se necesitan nuevas formas de producción de energía para garantizar que las misiones de larga duración a la Luna, Marte y otras ubicaciones del Sistema Solar puedan tener lugar.
Una posibilidad que aborda estas preocupaciones es Kilopower, un sistema de potencia de fisión ligero que podría alimentar misiones robóticas, bases y misiones de exploración.
En colaboración con la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía, la NASA realizó recientemente una demostración exitosa de un nuevo sistema de energía de reactor nuclear que podría permitir misiones tripuladas de larga duración a la Luna, Marte y más allá.
Conocido como el Reactor Kilopower que utiliza el experimento Stirling Technology (KRUSTY), la tecnología fue presentada en una reciente conferencia de prensa el miércoles 2 de mayo en el Centro de Investigación Glenn de la NASA. Según la NASA, este sistema de energía es capaz de generar hasta 10 kilovatios de energía eléctrica: suficiente energía para varios hogares de forma continua durante diez años o un puesto avanzado en la Luna o Marte.
Como explicó Jim Reuter, administrador asociado interino de la NASA para la Dirección de Misión de Tecnología Espacial (STMD), en un reciente comunicado de prensa de la NASA:
"La energía segura, eficiente y abundante será la clave para la futura exploración robótica y humana. Espero que el proyecto Kilopower sea una parte esencial de las arquitecturas de energía lunar y de Marte a medida que evolucionan".
El sistema de energía del prototipo emplea un pequeño núcleo de reactor de uranio-235 sólido y tuberías de calor pasivas de sodio para transferir el calor del reactor a los motores Stirling de alta eficiencia, que convierten el calor en electricidad.
Este sistema de potencia se adapta idealmente a lugares como la Luna, donde la generación de energía mediante paneles solares es difícil porque las noches lunares equivalen a 14 días en la Tierra.
Además, muchos planes para la exploración lunar implican la construcción de puestos de avanzada en las regiones polares permanentemente sombreadas o en tubos de lava subterráneos estables.
En Marte, el sol es más abundante, pero está sujeto al ciclo diurno y al clima del planeta (como las tormentas de polvo).
Por lo tanto, esta tecnología podría garantizar un suministro constante de energía que no dependa de fuentes intermitentes como la luz solar. Como Marc Gibson, el ingeniero principal de Kilopower en Glenn, dijo:
"Kilopower nos da la capacidad de realizar misiones de mayor potencia y explorar los cráteres sombreados de la Luna. Cuando comencemos a enviar astronautas para largas estancias en la Luna y a otros planetas, eso requerirá una nueva clase de poder que Nunca antes lo había necesitado ".
El experimento de Kilopower se realizó en el sitio de seguridad nacional de Nevada (NNSS) de NNSA entre noviembre y marzo de 2017.
Además de demostrar que el sistema podría producir electricidad a través de la fisión, el objetivo del experimento era mostrar que es estable y seguro en cualquier entorno.
 |
| Con Kilopower se podrá alimentar de energía una base creciente en Marte sin depender del clima. |
Las dos primeras fases, que se llevaron a cabo sin energía, confirmaron que cada componente del sistema funcionaba correctamente.
Para la tercera fase, el equipo aumentó la potencia para calentar el núcleo lentamente antes de pasar a la fase cuatro, que consistió en una prueba de 28 horas a plena potencia. Esta fase simuló todas las etapas de una misión, que incluyó la puesta en marcha de un reactor, la aceleración máxima, el funcionamiento estable y el apagado.
A lo largo del experimento, el equipo simuló varias fallas del sistema para garantizar que el sistema siguiera funcionando, lo que incluía reducciones de potencia, motores fallidos y tuberías de calor fallidas. En todo momento, el generador KRUSTY siguió proporcionando electricidad, demostrando que puede resistir cualquier exploración espacial que se le presente.
Como Gibson indicó:
"Ponemos el sistema a prueba. Entendemos muy bien el reactor, y esta prueba demostró que el sistema funciona de la manera que lo diseñamos para funcionar. No importa en qué entorno lo expongamos, el reactor funciona muy bien".
 |
| Con tantos avances en materia de energía, las películas y series donde el vehículo tiene carga limitada se verán cada vez mas desactualizadas. |
Como parte de la Dirección de Misión de Tecnología Espacial de la NASA (STMD), el objetivo de este programa es avanzar en las tecnologías espaciales que pueden conducir a enfoques completamente nuevos para las futuras misiones espaciales de la Agencia. Eventualmente, el equipo espera hacer la transición al programa de Misión de Demostración de Tecnología (TDM) para 2020.
Si todo va bien, el reactor KRUSTY podría permitir puestos humanos permanentes en la Luna y Marte. También podría ofrecer apoyo a las misiones que dependen de la utilización de recursos in situ (ISRU) para producir combustible de hidracina a partir de fuentes locales de hielo de agua y materiales de construcción del regolito local.
Básicamente, cuando las misiones robóticas monten impresoras 3D para construir bases en la luna con el abundante regolito presente, y los astronautas comiencen a hacer viajes regulares allá para realizar investigaciones y experimentos (como lo hacen hoy en la Estación Espacial Internacional), podrían ser los reactores KRUSTY los que les proporcionen todas sus necesidades de energía.
Aqui les dejo un video sobre el proyecto Kilopower:
Fuentes consultadas:
http://www.lavanguardia.com/tecnologia/20180122/44212717509/kilopower-reactor-nuclear-nasa-generar-energia-marte.html
https://www.sciencealert.com/nasa-has-tested-a-new-kind-of-nuclear-fission-reactor-and-it-works-incredibly-well