NASA ruošia istorinę misiją į Marsą: erdvėlaivį pirmą kartą varys branduolinė sistema

Sekite TechNaujienos Google

NASA spalio 20 dieną paskelbė apie naują pažangą rengiant „Space Reactor-1 Freedom“ misiją. Agentūra su partneriais suderino pagrindinius darbus, reikalingus branduolinės energijos moduliui kurti. Jei planai bus įgyvendinti, tai būtų pirmasis branduolio skilimu energiją gaminantis erdvėlaivis, skrisiantis už Žemės orbitos ribų.

Misijos tikslas nėra vien nuskraidinti reaktorių į Marsą. NASA siekia praktiškai pademonstruoti branduolinę elektrinę varomąją sistemą tolimajame kosmose – technologiją, kurios veikimas nepriklausytų vien nuo Saulės spinduliuotės.

NASA pranešime nurodoma, kad projektas vykdomas bendradarbiaujant su JAV Energetikos departamentu. Aidaho nacionalinė laboratorija kuria reaktoriaus dalį, o elektros konversijos sistema turi būti integruota į vieną modulį. Tai sudėtingas technologinis derinimas, kuriam būtini saugos vertinimai.

NASA pabrėžia, kad reaktorius liks neaktyvus, kol erdvėlaivis nepaliks Žemės orbitos. Ši saugos nuostata itin svarbi viešoms diskusijoms apie branduolinių technologijų naudojimą kosmose: tokia sistema skiriasi nuo įprastų raketos kuro deginimo variklių.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 12 minučių

Staiga išaugus elektros kainoms – Vyriausybės sprendimas: numatoma pagalba Lietuvos verslui

4 min. skaitymo • prieš 27 minutės

Į Lietuvą atvyko CERN vadovas: sprendžiamas šalies prisijungimo prie vienos svarbiausių pasaulio mokslo organizacijų klausimas

4 min. skaitymo • prieš 57 minutės

Turkijoje aptiktas neįprastas romėnų sarkofagas: mirusįjį turėjo saugoti paslaptingas veidas

Visi naujausi straipsniai →

Kartu su „SR-1 Freedom“ numatyta „SkyFall“ mokslinė misija. Pagal šiuo metu skelbiamą planą Marsą turėtų pasiekti trys sraigtasparniai, sukurti remiantis „Ingenuity“ technologine patirtimi. Jie turėtų rinkti informaciją apie naujas tyrimų vietas ir galimus vandens išteklių požymius.

Planuojamas paleidimas – 2028 metų pabaigoje. Tai siekis, o ne įvykęs skrydis ar galutinai garantuota data. NASA teigia, kad dabartiniai susitarimai su partneriais turi mažinti techninę riziką ir padėti pasirengti sudėtingiems bandymams.

Spalio 20 dienos pranešime NASA įvardijo konkretų rangovą: bendrovė „Sierra Lobo“ kurs uždarojo Braitono ciklo energijos konversijos sistemą. Jos užduotis – branduolinio reaktoriaus išskiriamą šilumą paversti elektra. Ši energija bus reikalinga elektrinei varomajai sistemai ir kitai erdvėlaivio įrangai.

Reaktoriaus dalį projektuoja JAV Energetikos departamento Aidaho nacionalinė laboratorija. Jungiant šias sistemas būtina suderinti šilumos perdavimą, energijos konversijos įrenginius, konstrukcijų atsparumą ir kosminės aplinkos poveikį. NASA pabrėžė, kad nauji sutartiniai susitarimai skirti techninei rizikai mažinti, o ne jau atliktiems skrydžio bandymams paskelbti.

Kaip veiktų branduolinė elektrinė pavara

Prieš galutinį misijos patvirtinimą turės būti atlikta visa virtinė bandymų – nuo atskirų energijos modulių darbo iki jų integravimo į bendrą erdvėlaivio sistemą. NASA pranešta rangos pažanga rodo pasirengimą šiems darbams, bet nepateikia duomenų apie galutinį bandymų užbaigimą ar jau pasiektą skrydžio parengtį.

Elektros gamybai pasirinktas uždarasis Braitono ciklas naudoja besisukančią turbiną ir šilumos mainų įrenginius, kad reaktoriaus pagaminta šiluma būtų paversta elektros energija. Kosmose tokią sistemą papildomai apsunkina poreikis pašalinti perteklinę šilumą vakuume, kur neveikia įprastas vėsinimas oru. Tam reikalingi radiatoriai ir itin patikimi šiluminiai mazgai.

NASA projektas vystomas tuo metu, kai planuojamos vis sudėtingesnės automatinės misijos į Marsą ir už jo orbitos. Branduolinė elektrinė sistema galėtų suteikti daugiau lankstumo renkantis skrydžio trajektoriją ir eksperimentų energijos poreikius, tačiau jos privalumus reikia patvirtinti inžineriniais bandymais. Naujausias pranešimas pirmiausia susijęs su energijos modulio kūrimu, ne su jau išbandyta marsietiška technologija.

„SR-1 Freedom“ naudos branduolio skilimą kaip elektros šaltinį. Elektros energija vėliau būtų naudojama varikliuose, kurie sukuria trauką kitu principu negu įprasti cheminio kuro raketiniai varikliai. Vienas tokios sistemos privalumų – ilgas, efektyvus veikimas, tinkamas dideliems atstumams ir misijoms, kurioms reikia daug elektros energijos.

NASA planuojamos sistemos nereikėtų painioti su branduoliniu terminiu varikliu, kuriame reaktorius tiesiogiai kaitina darbinę medžiagą. Dabartinis projektas orientuotas į reaktoriaus gaminamą elektrą ir elektrinį variklį. Šis skirtumas lemia kitokius inžinerinius sprendimus ir skirtingą misijos profilį.

Projektui numatytos tarpinstitucinės saugos peržiūros, reguliacinės procedūros ir nepriklausoma techninė kontrolė. NASA teigia, kad reaktorius prieš išskrendant iš Žemės orbitos neveiks. Tokiu būdu siekiama sumažinti riziką paleidimo ir ankstyvo skrydžio etapais.

Planuojamas mokslinis krovinys „SkyFall“ – trys „Ingenuity“ pagrindu kuriami Marso sraigtasparniai. NASA tikisi, kad jie padės apžiūrėti būsimas tyrimų vietas ir ieškoti galimų vandens išteklių požymių. Panašius Marso tyrimus papildo kitų agentūrų misijos: „TechNaujienos.lt“ neseniai skelbė apie Japonijos MMX zondo kelionę.

Nuo technologinio demonstravimo iki nuolatinių branduolinių sistemų naudojimo kosmose dar laukia ilgas kelias. NASA jau tiria ir žmonių pasirengimą ilgoms misijoms, tačiau „SR-1 Freedom“ kol kas yra atskiras automatinio erdvėlaivio projektas.