Проект NASA по обеспечению энергией астронавтов на Марсе. Есть два основных пункта требующие стабильное энергообеспечение.
- Астронавтам нужно питание для жилых модулей, генерации кислорода, очистки воды.
- До прибытия нужно получить жидкий кислород и горючее, то благодаря чему люди потом покинут поверхность Марса.
Kilopower – концепт небольшого ядерного реактора, очень простого, состоящего из минимума частей и при этом полностью функциональный. Энергия — это необходимость в любых исследованиях, особенно в космосе. Мощности системы Kilopower, которую продолжают совершенствовать будет достаточно для обеспечения дальних космических миссий. Kilopower это результат уроков полученных за десятилетия попыток создать космический реактор. Эта разработка может дать от 1 до 10 kW, на Марсе планируется использовать 5 реакторов для создания топлива и питания жилья.
Принцип работы.
В работу заложен простой процесс распада ядра. По сути генерируется тепло которое разогревает трубки, заполненные натрием. Натрий закипает и запускает двигатели Стирлинга.
Механика. Общий принцип работы преобразователя очень прост. В нем используется свободно перемещающийся поршень и герметичная трубка с натрием внутри. Трубка нагревается с одной стороны, избыточное тепло выводится наружу при помощи радиатора, что обеспечивает охлаждение трубки и возвращает поршень в начальное положение. Кипение натрия приводит в движение поршень. Поршень воздействует на линейный преобразователь, который преобразует движение в электричество. За счёт замкнутости системы, поршень при заданной температуре движется с постоянной частотой. Ход поршня может контролироваться при помощи внешнего контроллера, который так же будет преобразовывать переменный ток в постоянный. КПД генератора Стирлинга может достигать 55%
Ядро реактора – цилиндр из обогащённого урана диаметром 15 см. высотой около 30 и массой около 28 кг. Ядро обёрнуто защитной оболочкой из оксида бериллия. Kilopower использует более доступный уран 235 в отличии от предшествующих термоэлектрогенераторов использующих очень редкий плутоний 238. Для запуска реактора используется один стержень из карбида бора. Полное погружение стержня останавливает реактор и процесс деления ядер, полный подъём обеспечивает полную мощность. Деление ядер используется для производства тепла, которое по пассивным тепловым трубкам попадает в 8 генераторов Стирлинга. Преобразователи Стирлинга охлаждаются выводом тепла наружу. Между ядром реактора и генераторами Стирлинга находится радиационный щит, защищающий электронику, космический аппарат и находящихся рядом людей от радиации.
Система стартует с Земли в холодном состоянии, при полностью погружённом стержне. Запуск реактора осуществляется уже на месте работы. Благодаря чему даже при аварии на старте, можно избежать ядерной катастрофы. Kilopower будет способен проработать 15 лет при температуре 850 градусов по Цельсию.
Ядерные реакторы, приспособленные для работы в космосе именно та технология которая может стать безопасным и надёжным источником питания для будущих миссий. NASA предстоит провести ещё множество испытаний, чтобы подтвердить безопасность и эффективность системы Kilopower. Каждый такой шаг приближает нас всё ближе к постройке колоний на Марсе и освоению ближнего космоса.
Поддержите канал, поставьте лайк, впереди ещё много интересного))))