चालक दल के अंतरिक्ष अन्वेषण के भविष्य को देखते हुए, यह नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियों के लिए स्पष्ट है कि कुछ तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है। न केवल लॉन्च वाहनों और अंतरिक्ष कैप्सूलों की एक नई पीढ़ी की आवश्यकता है (जैसे) एसएलएस तथा ओरियन अंतरिक्ष यान), लेकिन ऊर्जा उत्पादन के नए रूपों की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि चंद्रमा, मंगल और सौर मंडल के अन्य स्थानों पर लंबी अवधि के मिशन हो सकते हैं।
एक संभावना जो इन चिंताओं को संबोधित करती है वह है किलोपावर, एक हल्की विखंडन शक्ति प्रणाली जो रोबोट मिशन, ठिकानों और अन्वेषण मिशनों को शक्ति प्रदान कर सकती है। ऊर्जा विभाग के राष्ट्रीय परमाणु सुरक्षा प्रशासन (एनएनएसए) के सहयोग से, नासा ने हाल ही में एक नए परमाणु रिएक्टर पावर सिस्टम का सफल प्रदर्शन किया, जो चंद्रमा, मंगल और उससे आगे तक लंबी अवधि के क्रू मिशन को सक्षम कर सकता है।
स्टर्लिंग टेक्नोलॉजी (KRUSTY) प्रयोग के किलोपावर रिएक्टर के रूप में ज्ञात, प्रौद्योगिकी का अनावरण बुधवार, 2 मई को नासा के ग्लेन रिसर्च सेंटर में हालिया समाचार सम्मेलन में किया गया था। नासा के अनुसार, यह बिजली प्रणाली 10 किलोवाट बिजली पैदा करने में सक्षम है - पर्याप्त बिजली कई घरों में लगातार दस साल तक, या चंद्रमा या मंगल पर एक चौकी।
जिम रेउटर के रूप में, नासा के अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी मिशन निदेशालय (STMD) के सहयोगी सहयोगी, ने हाल ही में नासा प्रेस में बताया:
“सुरक्षित, कुशल और भरपूर ऊर्जा भविष्य के रोबोट और मानव अन्वेषण की कुंजी होगी। मैं उम्मीद करता हूं कि किलोपावर परियोजना चंद्र और मंगल ऊर्जा आर्किटेक्चर का एक अनिवार्य हिस्सा होगी क्योंकि वे विकसित होते हैं। ”
प्रोटोटाइप पावर सिस्टम उच्च दक्षता वाले स्टर्लिंग इंजन के लिए रिएक्टर हीट को स्थानांतरित करने के लिए एक छोटे ठोस यूरेनियम -235 रिएक्टर कोर और निष्क्रिय सोडियम हीट पाइप को रोजगार देता है, जो गर्मी को बिजली में परिवर्तित करता है। यह बिजली प्रणाली चंद्रमा जैसे स्थानों के लिए आदर्श रूप से अनुकूल है, जहां सौर सरणियों का उपयोग करने वाली बिजली उत्पादन मुश्किल है, क्योंकि चांद की रातें पृथ्वी पर 14 दिनों के बराबर होती हैं।
इसके अलावा, चंद्र अन्वेषण के लिए कई योजनाओं में स्थायी रूप से छायांकित ध्रुवीय क्षेत्रों में या स्थिर भूमिगत लावा ट्यूबों में चौकी बनाना शामिल है। मंगल ग्रह पर, सूर्य की रोशनी अधिक भरपूर होती है, लेकिन यह ग्रह के पूर्ण चक्र और मौसम (जैसे धूल के तूफान) के अधीन है। इसलिए यह तकनीक बिजली की निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित कर सकती है जो सूर्य के प्रकाश जैसे आंतरायिक स्रोतों पर निर्भर नहीं है। मार्क गिब्सन के रूप में, ग्लेन में प्रमुख Kilopower इंजीनियर ने कहा:
“किलोपावर हमें बहुत अधिक शक्ति मिशन करने की क्षमता देता है, और चंद्रमा के छायांकित क्रेटरों का पता लगाने के लिए। जब हम चंद्रमा और अन्य ग्रहों पर लंबे समय तक रहने वाले अंतरिक्ष यात्रियों को भेजना शुरू करते हैं, तो हमें एक नई शक्ति की आवश्यकता होती है, जिसकी हमें पहले कभी आवश्यकता नहीं थी। ”
किलोपावर प्रयोग 2017 के नवंबर और मार्च के बीच NNSA के नेवादा नेशनल सिक्योरिटी साइट (NNSS) में किया गया था। यह प्रदर्शित करने के अलावा कि सिस्टम विखंडन के माध्यम से बिजली का उत्पादन कर सकता है, प्रयोग का उद्देश्य यह भी दिखाना था कि यह स्थिर और सुरक्षित है किसी भी वातावरण में इस कारण से, किलोपावर टीम चार चरणों में प्रयोग में है।
पहले दो चरण, जो शक्ति के बिना आयोजित किए गए थे, ने पुष्टि की कि सिस्टम में प्रत्येक घटक ठीक से काम करता है। तीसरे चरण के लिए, टीम ने चरण चार में जाने से पहले धीरे-धीरे कोर को गर्म करने के लिए शक्ति में वृद्धि की, जिसमें 28-घंटे, पूर्ण-शक्ति परीक्षण रन शामिल था। इस चरण ने एक मिशन के सभी चरणों का अनुकरण किया, जिसमें एक रिएक्टर स्टार्टअप शामिल था, जो पूर्ण शक्ति, स्थिर संचालन और शटडाउन तक रैंप था।
पूरे प्रयोग के दौरान, टीम ने विभिन्न सिस्टम विफलताओं का अनुकरण किया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सिस्टम काम करता रहेगा - जिसमें बिजली की कटौती, विफल इंजन और विफल ताप पाइप शामिल थे। भर में, KRUSTY जनरेटर बिजली प्रदान करता रहा, यह साबित करता है कि यह जो भी अंतरिक्ष अन्वेषण फेंकता है उसे सहन कर सकता है। जैसा कि गिब्सन ने संकेत दिया है:
“हमने सिस्टम को अपने पेस के माध्यम से रखा। हम रिएक्टर को बहुत अच्छी तरह से समझते हैं, और इस परीक्षण ने साबित कर दिया कि सिस्टम उस तरह से काम करता है जैसे हमने इसे काम करने के लिए डिज़ाइन किया था। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम इसे किस माहौल में लाते हैं, रिएक्टर बहुत अच्छा करता है। ”
आगे देखते हुए, किलावर परियोजना नासा के गेम चेंजिंग डेवलपमेंट (जीसीडी) कार्यक्रम का एक हिस्सा बनी रहेगी। नासा के अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी मिशन निदेशालय (STMD) के हिस्से के रूप में, इस कार्यक्रम का लक्ष्य अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाना है जो एजेंसी के भविष्य के अंतरिक्ष अभियानों के लिए पूरी तरह से नए दृष्टिकोण का कारण बन सकती हैं। आखिरकार, टीम 2020 तक प्रौद्योगिकी प्रदर्शन मिशन (TDM) कार्यक्रम में परिवर्तन करने की उम्मीद करती है।
अगर सब ठीक हो जाता है, तो KRUSTY रिएक्टर चंद्रमा और मंगल पर स्थायी मानव चौकी के लिए अनुमति दे सकता है। यह उन मिशनों को भी सहायता प्रदान कर सकता है जो पानी के बर्फ के स्थानीय स्रोतों से हाइड्रोजिन ईंधन और स्थानीय रेजोलिथ से निर्माण सामग्री बनाने के लिए इन-सीटू रिसोर्स यूटिलाइजेशन (आईएसआरयू) पर निर्भर हैं।
मूल रूप से, जब रोबोट के मिशन स्थानीय रेजोलिथ के बाहर चंद्रमा से 3 डी प्रिंट के ठिकानों पर लगाए जाते हैं, और अंतरिक्ष यात्री अनुसंधान और प्रयोगों का संचालन करने के लिए चंद्रमा की नियमित यात्राएं करना शुरू करते हैं (जैसे कि वे आज अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन में करते हैं), तो यह KRY रिएक्टर हो सकता है। उन्हें उनकी सभी बिजली की जरूरतें प्रदान करें। कुछ दशकों में, मंगल और बाहरी सौर मंडल के स्थानों के लिए भी यही सच हो सकता है।
यह रिएक्टर प्रणाली उन रॉकेटों का मार्ग भी प्रशस्त कर सकती है जो परमाणु-थर्मल या परमाणु-विद्युत प्रणोदन पर भरोसा करते हैं, जो पृथ्वी से परे मिशनों को सक्षम करते हैं जो कि अधिक तेज़ और अधिक लागत प्रभावी हैं!
और नासा 360 के सौजन्य से जीसीडी कार्यक्रम के इस वीडियो का आनंद लेना सुनिश्चित करें:
