Makaman nukiliya a sararin samaniya. Atomic hanzarin motsa jiki

Tunanin yin amfani da makamashin nukiliya don harba jiragen sama da kuma amfani da shi a sansanonin bayan ƙasa ko matsuguni a nan gaba ba sabon abu ba ne. Kwanan nan, sun zo a cikin wani sabon raƙuman ruwa, kuma yayin da suka zama filin gwagwarmaya mai girma, aiwatar da su ya zama mai yiwuwa.

NASA da Ma'aikatar Makamashi ta Amurka sun fara bincike a tsakanin kamfanonin dillalai ayyukan tashoshin makamashin nukiliya a duniyar wata da duniyar Mars. Wannan ya kamata ya goyi bayan bincike na dogon lokaci kuma watakila ma ayyukan sasantawa. Manufar NASA ita ce ta shirya don ƙaddamarwa nan da 2026. Dole ne a ƙirƙira shuka gaba ɗaya kuma a haɗa shi a duniya sannan a gwada shi don aminci.

Anthony Calomino, Daraktan NASA mai kula da fasahar nukiliya a hukumar fasahar sararin samaniya, ya bayyana cewa Shirin dai shi ne na samar da na’urar sarrafa makamashin nukiliya mai karfin kilowatt XNUMX wanda a karshe za a harba a dora a kan wata. (daya). Dole ne a haɗa shi tare da mai saukar da wata kuma mai haɓakawa zai kai shi wata yana kewayawa. Loading sannan kawo tsarin zuwa saman.

Ana sa ran idan aka isa wurin zai kasance cikin shirin yin aiki nan take, ba tare da bukatar karin taro ko gini ba. Ayyukan nuni ne na yuwuwar kuma zai zama wurin farawa don amfani da mafita da abubuwan da suka samo asali.

"Da zarar an tabbatar da fasahar fasaha a yayin zanga-zangar, za a iya haɓaka tsarin gaba ko kuma za a iya amfani da na'urori masu yawa tare don dogon lokaci zuwa wata da kuma yiwuwar Mars," in ji Calomino a kan CNBC. “Raka’a hudu, kowanne daga cikinsu yana samar da kilowatt 10 na wutar lantarki, za su samar da isasshen wutar lantarki kafa wurin zama a duniyar wata ko duniyar Mars.

Ƙarfin samar da wutar lantarki mai yawa a sararin samaniya ta hanyar amfani da tsarin fission na ƙasa zai ba da damar gudanar da bincike mai girma, da wuraren zama na mutane, da kuma amfani da albarkatu a wurin, tare da ba da damar yiwuwar yin kasuwanci."

Yaya zai yi aiki tashar makamashin nukiliya? Siffa mai wadatuwa kaɗan makamashin nukiliya iko makamin nukiliya... Karami makaman nukiliya zai haifar da zafi, wanda za'a canza shi zuwa tsarin canza wutar lantarki. Tsarin jujjuya makamashi zai ƙunshi injuna da aka ƙera don yin aiki akan zafi mai zafi maimakon mai konewa. Wadannan injuna suna amfani da zafi, suna mayar da shi zuwa wutar lantarki, wanda ke da sharadi kuma ana rarraba shi ga kayan aiki masu amfani a saman duniyar wata da Mars. Hanyar zubar da zafi yana da mahimmanci don kula da yanayin aiki mai dacewa na na'urorin.

Makaman nukiliya yanzu ana ɗaukarsa a matsayin kawai madaidaicin madadin inda makamashin hasken rana, iska da wutar lantarki ba a samuwa a shirye. A duniyar Mars, alal misali, ƙarfin rana yana bambanta sosai da lokutan yanayi, kuma guguwar ƙura na lokaci-lokaci na iya ɗaukar watanni.

A kan wata sanyi lunar daren yana da kwanaki 14, tare da hasken rana yana bambanta sosai a kusa da sanduna kuma ba ya nan daga ramukan inuwa na dindindin. A cikin irin wannan mawuyacin yanayi, samun makamashi daga hasken rana yana da wuyar gaske, kuma man fetur yana da iyaka. Ƙarfin fission na saman yana ba da mafita mai sauƙi, abin dogaro kuma mai inganci.

Ba kamar kasa reactorsbabu niyyar cirewa ko maye gurbin man. A ƙarshen aikin na shekaru 10, akwai kuma wani shiri don ƙaddamar da kayan aiki lafiya. "A ƙarshen rayuwar sabis ɗin sa, za a kashe tsarin kuma matakin radiation zai ragu sannu a hankali zuwa matakin da ke da aminci ga samun damar mutum da aiki," in ji Calomino. "Za a iya matsar da tsarin sharar gida zuwa wurin ajiya mai nisa inda ba za su yi haɗari ga ma'aikatan jirgin ko muhalli ba."

Karami, mara nauyi, amma ingantaccen reactor a cikin babban buƙata

Yayin da binciken sararin samaniya ke tasowa, mun riga mun yi kyau sosai tsarin samar da makamashin nukiliya a kan ƙaramin ma'auni. Irin wadannan tsare-tsare sun dade suna yin amfani da jiragen marasa matuka da ke tafiya zuwa wurare masu nisa na tsarin hasken rana.

A cikin 2019, kumbon New Horizons mai amfani da makamashin nukiliya ya tashi ta cikin wani abu mafi nisa da aka taɓa gani a kusa, Ultima Thule, nesa da Pluto a yankin da aka sani da bel Kuiper. Ba zai iya yin hakan ba tare da ikon nukiliya ba. Ba a samun makamashin hasken rana da isasshen ƙarfi a wajen kewayar duniyar Mars. Abubuwan sinadarai ba su daɗe ba saboda ƙarfin ƙarfinsu ya yi ƙasa da yawa kuma yawansu ya yi yawa.

An yi amfani da shi akan ayyukan dogon zango radiothermal janareto (RTG) yana amfani da plutonium isotope 238Pu, wanda ya dace don samar da zafi na dindindin daga lalatawar rediyo na halitta ta hanyar fitar da barbashi na alpha, wanda sai a canza su zuwa wutar lantarki. Rabin rayuwarsa na shekara 88 yana nufin zai yi aiki na dogon lokaci. Koyaya, RTGs ba za su iya samar da takamaiman takamaiman ƙarfin da ake buƙata don dogon ayyuka ba, ƙarin manyan jiragen ruwa, ban da ma'auni na waje.

Magani, alal misali, don kasancewar bincike da yuwuwar daidaitawa a duniyar Mars ko wata na iya zama ƙananan ƙirar injin da NASA ke gwadawa shekaru da yawa. Wadannan na'urori ana kiran su Kilopower fission makamashi aikin (2), an tsara su don samar da wutar lantarki daga 1 zuwa 10 kW kuma za'a iya saita su azaman haɗin kai don tsarin samar da wutar lantarki ko don tallafawa bincike, hakar ma'adinai ko mazauna a kan sararin samaniya.

Kamar yadda ka sani, taro yana da mahimmanci a sararin samaniya. reactor ikon kada ya wuce nauyin matsakaicin abin hawa. Kamar yadda muka sani, alal misali, daga nunin kwanan nan SpaceX Falcon Heavy rokaharba mota zuwa sararin samaniya a halin yanzu ba matsalar fasaha ba ce. Don haka, ana iya sanya ma'aunin haske cikin sauƙi a cikin kewayar duniya da kuma bayansa.

2. XNUMX kilowatt KIlopower reactor prototype.

Roket tare da reactor yana haifar da bege da tsoro

Tsohon Shugaban Hukumar NASA Jim Bridentine ya jaddada sau da yawa fa'idodin injunan thermal na nukiliya, ya kara da cewa karin iko a cikin kewayawa zai iya ba da damar yin amfani da fasahar da ke kewaya don samun nasarar tserewa idan makaman kare tauraron dan adam suka kai hari.

Reactor a cikin orbit Hakanan za su iya yin amfani da leza mai ƙarfi na soja, wanda kuma yana da matukar sha'awa ga hukumomin Amurka. Duk da haka, kafin injin roka na nukiliya ya yi tashinsa na farko, NASA dole ne ta canza dokokinta game da shigar da makaman nukiliya a sararin samaniya. Idan haka ne, to, bisa ga shirin NASA, jirgin farko na injin nukiliya ya kamata ya faru a cikin 2024.

Sai dai ga dukkan alamu Amurka na yin tsalle-tsalle kan ayyukanta na nukiliya, musamman bayan da kasar Rasha ta sanar da shirin kera wani jirgin sama na farar hula na tsawon shekaru goma. Sun kasance shuwagabannin da ba a tantama ba a fasahar sararin samaniya.

A cikin 60s, Amurka tana da wani shiri don makami mai linzami na Orion pulse-pulse, wanda ya kamata ya kasance mai ƙarfi sosai wanda zai iya ba da izini. motsa dukan biranen zuwa sararin samaniyahar ma da yin jigilar mutane zuwa Alpha Centauri. Duk waɗannan tsoffin jerin fantasy na Amurka suna kan shiryayye tun 70s.

Koyaya, lokaci yayi da za a cire tsohuwar ra'ayi. injin nukiliya a sararin samaniyamusamman saboda masu fafatawa, a wannan yanayin galibi Rasha, kwanan nan sun nuna sha'awar wannan fasaha. Makamin roka mai zafi na nukiliya zai iya yanke lokacin tashi zuwa duniyar Mars da rabi, watakila ma zuwa kwanaki dari, wanda ke nufin 'yan sama jannati suna cinye albarkatun ƙasa kaɗan da ƙarancin nauyi akan ma'aikatan jirgin. Bugu da kari, kamar yadda ake gani, ba za a sami irin wannan dogaro ga “tagagi” ba, wato, hanyoyin da duniyar Mars ke bi a doron kasa duk ‘yan shekaru.

Duk da haka, akwai haɗari, wanda ya haɗa da gaskiyar cewa reactor na kan jirgin zai zama ƙarin tushen radiation a cikin halin da ake ciki inda sararin samaniya ya riga ya ɗauki babbar barazana na wannan yanayin. Wannan ba duka ba. Injin thermal na nukiliya ba za a iya harba shi a cikin yanayin duniya ba saboda tsoron yiwuwar fashewa da gurɓatawa. Don haka, ana ba da rokoki na yau da kullun don harba. Don haka, ba ma tsallake matakin da ya fi tsadar gaske da ke da alaƙa da ƙaddamar da taro a cikin kewayawa daga doron ƙasa.

NASA bincike aikin da ake kira BISHIYOYI (Nuclear Thermal Thermal Roket Environmental Simulator) misali ɗaya ne na ƙoƙarin NASA na komawa kan makamashin nukiliya. A cikin 2017, kafin a yi magana game da komawa ga fasaha, NASA ta ba BWX Technologies kwangilar shekaru uku, dala miliyan 19 don haɓaka abubuwan da ake amfani da man fetur da reactors da ake bukata don ginawa. injin nukiliya. Ɗaya daga cikin sabbin dabarun sarrafa makamashin nukiliya na NASA shine Swarm-Probe ATEG Reactor, SPEAR(3), wanda ake sa ran zai yi amfani da sabon matsakaicin matsakaicin nauyi mai nauyi da ci-gaban masu samar da wutar lantarki (ATEGs) don rage yawan jama'a.

Wannan zai buƙaci rage zafin aiki da rage yawan ƙarfin ƙarfin ainihin. Duk da haka, rage yawan jama'a zai buƙaci ƙarancin ƙarfin motsa jiki, wanda zai haifar da ƙaramin, mara tsada, na'urar lantarki mai amfani da makamashin nukiliya.

3. Kallon binciken da aka haɓaka a cikin aikin Swarm-Probe Enabling ATEG Reactor project.

Anatoly PerminovShugaban Hukumar Kula da Sararin Samaniya ta Rasha ne ya sanar da hakan. zai kera wani jirgin sama mai amfani da makamashin nukiliya don yin balaguro mai zurfi a sararin samaniya, yana ba da kansa, hanya ta asali. An kammala zane na farko a shekara ta 2013, kuma an tsara shekaru 9 masu zuwa don ci gaba. Ya kamata wannan tsarin ya zama haɗin gwiwar samar da makamashin nukiliya tare da tsarin motsa ion. Gas mai zafi a 1500 ° C daga reactor yakamata ya juya turbine wanda ke juya janareta wanda ke samar da wutar lantarki ga injin ion.

A cewar Perminov. tuƙi zai iya tallafawa aikin mutum zuwa Marskuma 'yan sama jannati za su iya zama a kan Red Planet na tsawon kwanaki 30 saboda ikon nukiliya. Gabaɗaya, jirgin zuwa Mars tare da injin nukiliya da ci gaba da sauri zai ɗauki makonni shida maimakon watanni takwas, yana ɗaukan matsawa sau 300 fiye da na injin sinadarai.

Duk da haka, ba duk abin da ke da santsi a cikin shirin na Rasha ba. A watan Agustan 2019, wani makamin roka ya fashe a Sarov, Rasha a gabar Tekun Fari, wanda wani bangare ne na injin roka a Tekun Baltic. ruwa mai. Ba a sani ba ko wannan bala'i yana da nasaba da shirin bincike na nukiliyar Rasha da aka kwatanta a sama.

Babu shakka, duk da haka, wani yanki na hamayya tsakanin Amurka da Rasha, da kuma yiwuwar China a kasa. amfani da makamashin nukiliya a sararin samaniya yana ba da bincike ƙwaƙƙwaran hanzari mai ƙarfi.