Kilopower ha sido probado con éxito en el desierto de Nevada
– Noticias del 15 de mayo de 2018 –
Para la mayoría de las agencias espaciales, el futuro del vuelo habitado parece estar del lado de la luna. Los chinos, los estadounidenses y los europeos esperan poner un pie en nuestro satélite en el mediano plazo, y por qué no establecer una base permanente. Por otro lado, sabemos que el objetivo principal de SpaceX es Marte con proyectos similares. En cualquier caso, el mantenimiento de una presencia humana en otro cuerpo celeste que la Tierra genera muchos desafíos, incluida la energía.
Los robots que actualmente realizan trabajos de exploración espacial pueden contar con dos fuentes de energía: energía solar mediante paneles fotovoltaicos o energía nuclear gracias al calor recuperado de materiales radiactivos. Para una presencia humana, estas fuentes de energía pueden ser insuficientes. La recuperación del calor de los materiales solo puede producir unos pocos cientos de vatios y los paneles solares solo funcionan durante el día. Como las noches lunares duran 14 días y los sistemas de supervivencia humana necesitan mucha energía, se necesitan soluciones alternativas.
La NASA está trabajando actualmente en el proyecto Kilopower, un mini reactor de fisión nuclear. La Agencia Espacial de los Estados Unidos anunció hace dos semanas que el prototipo del reactor ha sido probado con éxito. Kilopower se compone de un pequeño núcleo de uranio 235 del tamaño de un rollo de toalla de papel, las tuberías de calor llevan el calor del corazón a los motores Stirling. La energía térmica del núcleo se transforma en energía mecánica por los motores y luego en energía eléctrica por generadores. El sistema es muy compacto y puede generar una potencia eléctrica de 10 kilovatios durante 10 años.
Una serie de pruebas realizadas en el desierto de Nevada expusieron el prototipo a condiciones extremas, cerca de las condiciones en la Luna o Marte. Para demostrar que el reactor puede funcionar de manera confiable mientras los elementos meteorológicos abusan de él, el equipo de prueba de Kilopower simuló una misión real con 28 horas de funcionamiento continuo, incluida la puesta en marcha, la subida y el mantenimiento de la potencia, y luego detuvo el reactor. En paralelo, los ingenieros simularon fallas de los diferentes sistemas.
Kilopower ha superado todas estas pruebas con éxito. Por lo tanto, Kilopower podría ser una solución realista para generar electricidad en Marte o la Luna. La NASA estima que tres o cuatro reactores Kilopower serán suficientes para alimentar una base permanentemente. Pero la energía nuclear en el espacio es un tema delicado, incluso con la tecnología adecuada: colocar un bloque de 235 uranio encima de un cohete representa un riesgo real de lluvia radioactiva en la Tierra si el cohete explota.
El mini-reactor nuclear de Kilopower ingresa a la fase de prueba
– Noticias del 19 de diciembre de 2017 –
Se espera que el proyecto Kilopower de la NASA ayude a futuros exploradores, humanos y máquinas. La energía es un parámetro fundamental de cada misión espacial. En el espacio, se utilizan paneles fotovoltaicos o se usa energía nuclear. En la mayoría de los casos, el uso de energía nuclear toma la forma de RTG, generadores termoeléctricos que operan a través del calor de la radioactividad. Solo pueden producir unos pocos cientos de vatios, lo que no es suficiente para alimentar una base humana.
Para aumentar las capacidades de las misiones espaciales, se debe usar la fisión nuclear. La fisión nuclear genera mucha más energía de la misma cantidad de material radiactivo. En el pasado, los Estados Unidos y especialmente la URSS han tratado de desarrollar la fisión nuclear pero sin ningún éxito real.
Muchos satélites de reconocimiento han embarcado una treintena de reactores nucleares en órbita, con retornos a veces desastrosos a la atmósfera. Para algún día poder llevar a cabo misiones espaciales más ambiciosas, se necesita una poderosa fuente de energía. La fisión nuclear es una de las únicas posibilidades.
La NASA parece decidida a avanzar en la investigación muy rápidamente. La Agencia Espacial de los Estados Unidos está trabajando en un prototipo de reactor de fisión para aplicaciones espaciales de pequeño tamaño y baja potencia. La NASA efectivamente ha validado la financiación del proyecto Kilopower durante varios años. Kilopower es un mini reactor de fisión nuclear que debería poder producir 10 kilovatios de energía durante un período de 10 años, ideal para alimentar una pequeña base habitada o incluso para aplicaciones de propulsión. Con tal poder disponible, las aplicaciones son numerosas: perforación, electrólisis o construcciones. Estas aplicaciones son difíciles de imaginar con una potencia de unos pocos cientos de vatios, mientras que con una potencia de unos pocos miles de vatios, las aplicaciones son mucho más interesantes.
El proyecto Kilopower comenzó una campaña de prueba en noviembre, que incluyó una prueba de operación continua de 28 horas. Los equipos de la NASA se centran en producir un reactor seguro que requiere poca manipulación y mantenimiento. Si el riesgo es aceptado por los líderes políticos y la opinión pública, Kilopower podría convertirse en la pieza central de todas las misiones más ambiciosas de las próximas décadas.
La NASA financia un proyecto de planta de energía nuclear micro llamado Kilopower
– Noticias del 11 de julio de 2017 –
La NASA ha lanzado un presupuesto de $ 15 millones para el desarrollo de una planta micro nuclear. La energía siempre es un problema en todas las misiones espaciales: para alimentar los instrumentos de las sondas espaciales y todos los equipos de supervivencia de los astronautas, se necesita electricidad. Hasta ahora, los paneles solares ofrecen la mejor solución. Fáciles de producir, pueden producir cantidades correctas de energía. Su principal problema es su dependencia del sol: su rendimiento se deteriora fuertemente en caso de una baja exposición al sol. Por lo tanto, los paneles solares son casi inútiles cerca de Júpiter.
Un panel solar en órbita terrestre produce una potencia de aproximadamente 300 vatios por metro cuadrado, mientras que en órbita alrededor de Júpiter, un panel solar produce solo 6 vatios por metro cuadrado. Como la NASA desea generalizar el uso de un motor de plasma para la exploración del sistema solar externo, se necesita una fuente de energía potente y eficiente. Por lo tanto, para encontrar una solución a este problema, la NASA ha lanzado un proyecto de sistema nuclear llamado Kilopower. El proyecto consiste en diseñar un pequeño reactor de fisión nuclear de menos de 2 metros capaz de proporcionar energía de un kilovatio a diez kilovatios.
Por lo tanto, Kilopower debe ser capaz de proporcionar energía para una gama de aplicaciones, por ejemplo, una sonda espacial o una base habitada en la superficie de Marte. Se están estudiando dos prototipos: el primero debería ser capaz de proporcionar una potencia de alrededor de 800 vatios, la potencia promedio utilizada por una sonda espacial. El segundo prototipo sería una versión más potente capaz de proporcionar entre 3000 y 10000 vatios, la energía necesaria para una pequeña base habitada en Marte. Algunos elementos del sistema, como la disipación del radiador, se probarán directamente en la Estación Espacial Internacional (ISS).
El diseño del reactor es muy diferente de un reactor nuclear civil, e incluso militar como se encuentra en los submarinos. La conversión del calor generado por las reacciones nucleares no será realizada por una turbina de vapor sino que usará motores Stirling. Estos motores pueden conducir un generador desde una diferencia de temperatura. Así es como la NASA espera contener tres plantas de energía nuclear en dimensiones de menos de 2 metros. El uso de la energía nuclear en el espacio está limitado por el momento a los juegos de rol, que funcionan con radiactividad. Realizar un proyecto de planta de energía nuclear incluso de muy baja potencia representa un nuevo desafío, porque en los años 50 y 60 un programa de Areva había desarrollado un motor espacial nuclear después de veinte años de investigación, pero el proyecto fue abandonado y luego comenzó a funcionar.
Imagen de la NASA Glenn [dominio público], a través de Wikimedia Commons
Fuentes
