AS Akan Tes Reaktor Nuklir Bulan dan Mars di Angkasa Luar

Nuklir telah memperkuat pesawat ruang angkasa selama beberapa dekade. Wahana Voyager 1 dan Voyager 2 NASA, wahana New Horizons, dan penjelajah Curiosity Mars, bersama dengan banyak penjelajah robot lainnya, menggunakan generator termoelektrik radioisotop (RTGs), yang mengubah panas yang dibuang oleh peluruhan radioaktif plutonium-238 menjadi listrik.

Hasil luaran daya dari RTG relatif rendah. Yang digunakan oleh Curiosity dan penjelajah Mars 2020 NASA yang akan datang, misalnya, menghasilkan sekitar 110 watt listrik pada awal misi.

Pos terdepan awak Mars akan memiliki kebutuhan energi yang jauh lebih tinggi dari itu: sekitar 40 kilowatt daya listrik yang tersedia secara terus-menerus (40 kWe), bahkan untuk stasiun penelitian kecil yang direncanakan oleh NASA yang didirikan pada akhir 2030-an, kata McClure.

Lagi pula, para perintis akan membutuhkan listrik untuk memurnikan air mereka, menghasilkan oksigen dari atmosfer Mars yang didominasi karbon dioksida, mengisi baling-baling mereka, memanaskan habitat mereka dan sebagainya.

Eksplorasi manusia terhadap Mars akan menuntut strategi produksi energi yang berbeda. Dan di situlah Kilopower masuk.

Seperti pembangkit listrik tenaga nuklir yang dirancang untuk tetap berada di Bumi, Kilopower adalah reaktor fisi.

Ini mengubah panas yang dihasilkan dengan memisahkan atom menjadi listrik, melalui perangkat yang disebut mesin Stirling.

Dalam seri uji tanah yang berakhir pada Maret 2018, yang dikenal sebagai KRUSTY (Reaktor Kilopower Menggunakan Teknologi Stirling), reaktor mengubah 30 persen panas fisi menjadi listrik, kata McClure. Efisiensi ini jauh lebih kecil daripada RTG, yang mengubah sekitar 7 persen dari panas yang tersedia.

"Ini adalah tes yang sangat sukses," kata McClure.

Proyek Kilopower secara resmi dimulai pada 2015, tetapi arsiteknya membuktikan konsep dasar kembali pada tahun 2012, melalui percobaan yang disebut Demonstration Using Flattop Fissions (DUFF).

Seperti namanya, reaktor Kilopower dirancang untuk menghasilkan setidaknya 1 kilowatt daya listrik (1 kWe). Outputnya dapat ditingkatkan hingga sekitar 10 kWe, dan dapat beroperasi selama sekitar 15 tahun, kata McClure.

Jadi, empat reaktor Kilopower yang ditingkatkan dapat memenuhi kebutuhan energi para penjelajah NASA, dengan reaktor kelima kemungkinan mendarat untuk menyediakan cadangan.

Perangkat itu lebih kecil dari yang Anda kira. Seluruh mesin 10-kWe akan berdiri setinggi 11 kaki (3,4 meter), dan komponen reaktor akan menjadi ukuran tempat sampah logam jadul. Inti reaktor saja, tanpa pelindung, akan sebesar sebesar gulungan kertas tisu, kata McClure.

Tetap saja, potongan-potongan itu berat. Dengan perisai, seluruh reaktor 10-kWe kemungkinan akan berbobot sekitar 2.000 kilogram.

Beberapa dari massa ini dapat dikecilkan jika reaktor dimakamkan dan karenanya tidak memerlukan banyak perisai pelindung astronot, kata McClure.

Reaktor Kilopower akan cukup aman, ia menekankan. Perangkat tidak akan dihidupkan sampai mereka mencapai ruang angkasa, sehingga tidak akan ada ancaman paparan radiasi berbahaya bahkan jika roket reaktor jatuh kembali ke Bumi.

Selain itu, Kilopower mengatur diri sendiri, kata McClure. Jika reaktor menjadi terlalu panas, mesin Stirlingnya menarik lebih banyak panas dari inti uranium.

Dan jika suhu turun terlalu banyak, inti secara alami berkontraksi, menjebak lebih banyak neutron dan menyebabkan lebih banyak tabrakan yang membelah atom.

Secara kebetulan, kuartet reaktor operasional dapat memberikan nuansa liburan nyata kepada sebuah pos di Mars.

Perangkat itu perlu membuang banyak panas "ekstra" ke udara Planet Merah; efisiensi konversi 30 persen berarti 70 persen dari panas fisi tetap, setelah semua. Jadi mereka akan dilengkapi dengan radiator.

Sebuah desain yang menonjol membayangkan radiator melingkar lebar di puncak reaktor, memberi mereka tampilan payung pantai.