تلاش ناسا برای ساخت راکتور هسته‌ای در فضا

در اوایل سال جاری، وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) سه قرارداد، هر کدام به ارزش حدود ۵ میلیون دلار، با سه شرکت برای ارائه طرح‌های پیشنهادی در جهت ایجاد یک سیستم قدرت شکافت هسته‌ای سطحی که می‌تواند در ماه مستقر شود، منعقد کرد. به گفته ناسا، چنین فناوری می‌تواند تا پایان دهه بر روی ماه مستقر شود.

لاکهید مارتین، وستینگهاوس و IX برای این قرارداد انتخاب شدند و هر سه با شرکت‌های دیگر برای توسعه این طرح همکاری خواهند کرد.

از آنجایی که سیستم‌های شکافت هسته‌ای نسبتا کوچک و سبک هستند این موضوع برای محیط ماه ایده آل است. آن‌ها همچنین می‌توانند بدون اتکا به موقعیت مکانی، نور خورشید و سایر شرایط طبیعی، به طور مناسبی برق تولید کنند.

اگر این فناوری با موفقیت توسعه یابد و به کار گرفته شود، می‌تواند راه را برای ماموریت‌های طولانی مدت به ماه، مریخ و فراتر از آن هموار کند. تاد تافل، مدیر پروژه نیروی سطحی شکافت در مرکز تحقیقات گلن ناسا در این ارتباط مصاحبه‌ای را انجام داده است که در ادامه می‌توانید این مصاحبه را مطالعه کنید.

تفاوت راکتور‌های هسته‌ای در زمین و مریخ

رآکتور‌های هسته‌ای در زمین در ساختمان‌های بزرگی قرار می‌گیرند، اما یک رآکتور در ماه چنین ویژگی ندارد. دلیل آن چیست؟

تافل در ارتباط با این سوال گفت: راکتور ماه در حال حاضر دارای یک محفظه است، اما بسیار کوچکتر از راکتوری است که ما در زمین داریم. یک راکتور هسته‌ای معمولی زمینی ۱ هزار مگاوات برق تولید می‌کند، در حالی که یک راکتور در ماه ۴۰ کیلووات یا ۰.۰۴ مگاوات برق تولید می‌کند. از آنجایی که یک رآکتور ماه حاوی مواد هسته‌ای بسیار کمتری است، بدنه آن نیز (شامل محفظه و سپر) بسیار کوچکتر از مورد مشابه در زمین است.

ایمنی یک اصل اساسی از هر فعالیتی است که ناسا در زمین و فضا به آن توجه دارد و ایمنی در هر مرحله از طراحی، آزمایش، ساخت و بهره برداری از سیستم‌های انرژی هسته‌ای مبتنی بر فضا گنجانده شده است. طراحی سیستم قمری همان استاندارد‌های حفاظتی و ایمنی را که برای سیستم‌های زمینی اعمال می‌شود را ارائه می‌دهد.

چالش‌های موجود برای ایجاد رآکتور در ماه

تافل درباره اینکه بزرگ‌ترین چالش‌هایی که باید قبل از استقرار چنین رآکتوری در ماه بر آن غلبه کرد، گفت: یک چالش این است که پرتاب و صعود به ماه شامل ارتعاشات و شوک‌های قوی است بنابراین یک راکتور فضایی برای فعال ماندن در محیط پرتاب باید دارای طراحی شاسی قوی و سفت، تجهیزات الکترونیکی، تجهیزات ارتباطی و تجهیزات تبدیل نیرو باشد.

چالش دیگر کار بر روی ماه، دفع گرمای ایجاد شده توسط راکتور است. سیستم‌های خنک کننده آب یا هوا مانند آنچه در زمین استفاده می‌شود در ماه امکان پذیر نیست.

در عوض، ناسا به رادیاتور‌هایی برای خنک کردن راکتور نیاز خواهد داشت. این همان فرآیندی است که برای مدیریت گرما در ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شود. در نهایت، چالش دیگر راه اندازی نیروگاه در فاصله ۴۰۲۳۳۵ کیلومتری از زمین است. باید اشاره کرد که همه این چالش‌ها قابل حل هستند و با طراحی دقیق و فعالیت‌های آزمایشی برطرف خواهند شد.

فعالیت رآکتور و تاثیر دما بر آن

تافل در جواب به این سوال که تاثیر نوسان دما در ماه بر عملکرد چنین رآکتوری چیست؟ پاسخ داد: طراحی مدیریت حرارتی سیستم، دمای نوسان محیط در سطح ماه را در نظر می‌گیرد همچنین صفحات رادیاتور حرارتی به گونه‌ای طراحی می‌شوند که سخت‌ترین شرایط ماه را تحمل کنند.