KOSMONAUTIKA
V.B.
Reaktori u svemiru
Energija za decenije korišćenja
 Letelice na dugim putovanjima po dalekim delovima svemira koriste nuklearnu energiju: uglavnom je reč o malim fisionim uređajima ili onima koji struju ili grejanje obezbeđuju na principu raspada radioaktivnog materijala.
Nuklearni elementi koriste se i za mnoge naučne instrumente, recimo za Mesbauerov (Mössbauer) spektrometar. Radioizotopski termoelektro generator deo je opreme na svemirskim sondama, a korišćen je i u misijama na Mesec sa ljudskom posadom.
Treba pomenuti i male fisione reaktore namenjene satelitima za osmatranje Zemlje, kao što je ruski nuklearni uređaj “topaz”. Zahvaljujući raspadu radioaktivnog materijala, može da daje toplotnu energiju desetinama godina. Rusija je u svemir poslala oko 40 reaktora; reaktor “romaška” za dobijanje struje koristi uranijum. SAD su testirale jedan nuklearni reaktor u svemiru 43 dana 1965.godine. Posle toga, ali tek 2012. testirano je napajanje strujom preko nuklearnog reaktora (Demonstration Using Flattop Fission - DUFF). Zasad, još se nije stiglo do njegove praktične primene.
Nuklearna energija koristi se i za pogonske sisteme svemirskih letelica: radioizotopska raketa, radioizotopski električni pogon (REP), konstruisana je nuklearna termalna raketa u američkom programu “Nerva”.
Prednosti
Mada se sunčeva energija koristi u najvećem broju slučajeva, nuklearna energija ima velike prednosti. Solarne ćelije, nesporno efikasne, mogu letelicama da obezbede energiju samo u orbitama gde je sunčevo zračenje dovoljno jako. Uređaji na nuklearni pogon, međutim, rade nezavisno od sunčevog zračenja, što je suštinska prednost za istraživanje dubokog svemira. Uz to, nuklearni reaktori su lakši i karakteriše ih povoljniji odnos između težine i efikasnosti u odnosu na solarne uređaje. To pogoduje preciznom upravljanju letelicom u udaljenim delovima svemira. Procenjuje se da bi nuklearna energija, primenjena kod pogonskih sistema i kod onih namenjenih održavanju života ljudi, mogla smanjiti cenu svemirskih misija i dužinu letenja. Treba napomenuti da, zasad, rakete na nuklearni pogon ne služe za lansiranje letelica sa Zemlje.
Radioizotopski uređaji
Duže od pola veka, radioizotopski termoelektrični generatori (RTG) koriste se kao izvori nuklearne energije u američkim svemirskim misijama. Imaju mnoge prednosti: relativno su sigurni, dobro rade u teškim uslovima i mogu biti u pogonu više decenija. Ova vrsta generatora je od neprocenjive pomoći kada se letelice nalaze u delovima svemira gde Sunce nije pouzdan izvor energije. Desetine ovakvih generatora postavljeno je na 25 različitih američkih letelica, od kojih neke rade preko 20 godina. Više od 40 ovih uređaja koristile su svemirske sile, uglavnom SAD i Sovjetski savez, za potrebe svemirskih misija.
Projekat “Prometeus”
NASA je za 2002. najavila razvoj nuklearnih uređaja, što je kasnije obuhvaćeno projektom “Prometeus”. Jedan od glavnih ciljeva projekta bio je razvoj Sterlingovog radioizotopskog generatora i termoelektričnog generatora za višekratnu upotrebu - oba uređaja spadaju u RTG. Projekat je predviđao i proizvodnju bezbednog i dugovečnog fisionog reaktora koji bi omogućio snabdevanje letelice strujom i dao joj pogonsku snagu. Tako bi mogli biti zamenjeni RTG, koji se već dugo koriste. Smanjenje budžeta dovelo je do zaustavljanja projekta, mada je testiranje novih uređaja dalo dobre rezultate.
 |
Unapređeni Sterlingov radioizotopski generator predstavlja nešto drugačiji model ranijeg Sterlingovog radioizotopskog generatora; proizvodi oko četiri puta više električne energije nego RTG po jedinici nuklearnog goriva. Ipak, još nije spreman za upotrebu u stvarnoj svemirskoj misiji. NASA namerava da dva takva generatora ugradi na letelicu koja će, u daljoj budućnosti, istraživati Titan.
Radioizotopske jedinice za grejanje (RHU) služe za zagrevanje naučnih instrumenata (do određene temperature) kako bi mogli pravilno da rade na letelicama tokom dugih svemirskih putovanja. Jedan model RHU većeg gabarita, nazvan toplotni izvor opšte namene (GPHS), koriste generatore RTG i ASRG. Za sonde koje istražuju međuzvezdani prostor i lete veoma dugo, najpogodniji su sporo raspadajući radioizotopi.
Fisioni sistemi
Ukoliko letelica za grejanje troši više od 100 kW energije, fisioni sistemi su dobar izbor - ekonomičniji su nego RTG generatori. U nekoliko proteklih decenija naučnici su dizajnirali nekoliko tipova fisionih reaktora, mada su glavni oslonac američkih svemirskih projekata bili radioizotopski uređaji.
Sovjetski savez je, između 1967. i 1988, u svoje “rorsat” satelite ugradio 31 fisioni reaktors (bes-5)) male snage. Ubrzo potom, razvio je reaktore “topaz”.
Godine 2008. NASA je objavila da će koristiti mali fisioni reaktor na letelicama koje će istraživati površinu Meseca i Marsa i u tom cilju počela je testiranje "ključnih" tehnologija. Nuklearni termalni pogonski sistemi (NTR) koriste fisione reaktore i omogućavaju preciznije lansiranje i sletanje letelica nego uređaji koji koriste hemijske reakcije.
Od drugih fisionih reaktora namenjenih svemirskim letelicama treba pomenuti “safe 400” i “homer 15”. Za 2020. “Roskosmos” planira lansiranje letelice sa nuklearnim pogonskim sistemima (mali fisioni reaktor koji se hladi gasom i proizvodi snagu od 1 MW).
Počev od 2010, ruski “rorsat” sateliti poneli su u svemir više od 30 malih fisionih nuklearnih reaktora, dok su SAD u svemirska prostranstva poslale jedan - “snap 10a”.
V.B.
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
