Pilotovaný průzkum Měsíce i Marsu bude vyžadovat překonání mnoha překážek. Jednou z nich je i zajištění spolehlivých dodávek dostatečného množství elektrické energie. Díky tomu bude možné napájet nejen vědecké, ale i technologické systémy, které budou nezbytné pro bezpečné přistání astronautů na povrchu a jejich další fungování. Jelikož NASA chystá do budoucna masivní přítomnost lidí na Měsíci v rámci programu Artemis (a případně jednou i na Marsu), musí její plány počítat i se zajištěním energie. Agentura se proto zaměřuje na vývoj štěpného systému, který by zajistil bezpečné, efektivní a spolehlivé dodávky energie.
V součinnosti s fotovoltaickými panely, akumulátory a palivovými články by měl štěpný systém poskytnout dostatek energie pro napájení roverů, provádění vědeckých experimentů a využívání místních zdrojů k výrobě vody, pohonných látek a dalších užitečných materiálů. „Dostatek energie bude klíčovým parametrem pro budoucnost kosmického průzkumu,“ uvedl Jim Reuter, přidružený administrátor NASA pro ředitelství kosmických technologických misí STMD, které financuje projekt štěpného energetického zdroje pro použití na povrchu kosmických těles. „Očekávám, že povrchové energetické systémy využívající jaderné štěpení budou významným přínosem pro naše plány energetické architektury pro Měsíc a Mars. Dokonce budou hnacím motorem inovací pro využití zde na Zemi,“ doplnil Reuter.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
NASA ve spolupráci s ministerstvem energetiky vyzvala americké společnosti k vypracování designových návrhů pro štěpný energetický systém, který by bylo možné vypustit na povrch Měsíce k demonstrační misi během desetiletí. Systém by měl být schopen autonomního provozu na palubě lunárního landeru či vozítka. NASA dále definovala tři základní body, proč vsadila právě na systémy využívající jaderné štěpení:
- Jsou spolehlivé. Štěpné systémy mohou pracovat nepřetržitě i v zastíněných kráterech během týdny dlouhých lunárních nocí, kdy je generování elektřiny ze slunečního světla obtížné.
- Jsou výkonné. Systémy, o jejichž návrhy NASA žádá firmy, by měly poskytovat nejméně 40 kW, což podle NASA stačí na zásobování třiceti domácností, po dobu deseti let.
- Mohou být kompaktní a lehké. Systémy podobné těmto by jednou mohly poskytovat dostatek energie k založení základny na Marsu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
„NASA a ministerstvo energetiky spolupracují na tomto důležitém a složitém vývoji, který bude po dokončení mimořádným krokem vstříc dlouhodobému pilotovanému průzkumu Měsíce a Marsu,“ uvedl Todd Tofil z Glennova střediska v Clevelandu, kde působí jako projektový manažer pro povrchové energetické systémy využívající jaderné štěpení a dodal: „Využijeme unikátních možností vládního a soukromého sektoru k dodání spolehlivého systému, který bude na povrchu Měsíce nepřetržitě dodávat energii.“
Pokrok ve štěpných systémech by mohl posunout i vývoj jaderných pohonů, na kterých NASA pracuje. Ty totiž potřebují ke svému fungování právě jaderné reaktory. NASA a ministerstvo energetiky (prostřednictvím Idaho National Laboratory) vybere z předložených návrhů amerických firem ty, které dostanou za úkol během 12 měsíců vypracovat základní návrhy. Výsledné návrhy poslouží k informování průmyslových partnerů k doladění závěrečného designu, aby mohla začít stavba systému schopného letu k Měsíci v rámci demonstrační mise. Projekt štěpného energetického zdroje spravuje Glennovo středisko v Clevelandu, financování vývoje technologií a příslušných demonstrátorů je zajištěno z programu technologických demonstračních misí Ředitelství pro vesmírné technologie, které sídlí v Marshallově středisku v Huntsville ve státě Alabama.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.thoughtco.com/…587169643-5792680a3df78c1734990723.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/kilopower_moon_render_1_1_0.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/kpmdm_baseline_00013.jpg
/atom-splitting-in-nuclear-fission-587169643-5792680a3df78c1734990723.jpg){kind=link}
Znamená to tedy,že kilopower je opuštěn,nevyhovuje,a soutěž začíná odznova?Měl jsem za to,že je už ve stadiu dokončení a bude zkoušen na Měsíci.
Neřekl bych, že je opuštěn. Ostatně sama NASA v tom článku použila jeho obrázek. Domnívám se, že jde o legislativní krok – agentura osloví firmy, které přestaví návrhy, z nich se vybere nejlepší, a kterém se bude dále pracovat. Myslím si, že je to taková pojistka proti tomu, aby někdo nemohl říct, že se něco vybralo bez výběrového řízení.
Na stránce NASA je odkaz na Kilopower, v mnoha dokumentech mluvíme o 40-50 kW elektrické energie pro základnu na povrchu (Měsíc i Mars), to znamená 4-5 Kilopower (z redundance).
Použití Kilopower na měsíčním jižním pólu je však nepohodlné z různých důvodů:
• Hmotnost kilovýkonu v poměru k energii, 10 kW, je velmi vysoká 1,5 t (ale některé verze přesahují 2 t), méně než 7 W na kg. Zatímco panely UltraFlex, Cygnus cignus, jsou 150 W/kg (a PINK přesahuje 200 W/kg);
• Hlavní výhodou jaderné energetiky je výroba nepřetržité energie, ale na měsíčním jižním pólu (kde je rotační osa téměř svislá) se zkracují doby nepřítomnosti jasu a na nepřetržitou energii se stačí posunout ne mnoho kilometrů. (i panely, pokud jsou umístěny ve dvou různých bodech okraje kráteru, by se mohly nacházet ve stavu, kdy alespoň jeden přijímá energii ze slunce) nebo stoupat 200-300 m (věž by mohla být vytištěna na místě a mohla by být velmi lehká s nést velmi malé zatížení a nepodléhat atmosférickým jevům a se sníženou gravitací;
• Regenerační palivové články. Vzhledem k tomu, že první činností na měsíční základně bude těžba ledu, existuje mnohem praktičtější alternativní řešení (a již studované v NASA) … pomocí vodíku a kyslíku vyrobeného během dne k získání energie během noci -> led vyrobený elektrolýzou se během dne přemění zpět na pohonné látky.
https://ntrs.nasa.gov/citations/20180005465
Testování kilovýkonu na Měsíci (zaplaveném radiací a dlouho neobydleném) se mi zdá jako hlavní cíl, ale nepředpokládám, že se stane primárním zdrojem energie pro měsíční základnu. Pro mě je lepším řešením využití fotovoltaické energie v kombinaci s využitím regeneračních palivových článků
není náhodou hmotnost (poměr výkon/hmotnost) oněch panelů vztažená k použití v mikrogravitaci? kromě toho by mě nepřekvapilo, kdyby se jednalo o netto hmotnost, tzn jenom panel, bez natáčení/sledování
navíc v tom tak trochu chybí hmotnost baterií pro kompenzaci doby bez osvitu …..
na použitelný 3D tisk na Měsíci si osobně myslím, že můžeme nejmíň na 20let zapomenout – možná se rozjede pokusná fáze za 7-10let, ale potom se to bude testovat, ladit, vyhodnocovat a připravovat na tisk ve velkém
vzhledem k tomu, že ložiska ledu nejsou 100pro pochycena (včetně způsobu, jak se k němu prakticky dostat, neřku-li ho těžit), přičemž ani reverzibilní palivové články nebudou zase tak triviální ani lehké (pro dlouhodobou výrobu), tak bych na to opět zapomněl na dalších cca 20let
p.s. zdá se mi, že pro těžbu ledu a rozklad vody by se teplo reaktoru docela hodilo a navíc, kabely z FV od okraje kráteru dolu budou určitě něco vážit
každopádně mě zajímá, s čím kdy přijdou – myslím, že plánů mají dost a dělaj další – oni něco vhodnýho vyberou 😉