Lockheed Martin se rozhodl postavit sondu hlubokého vesmíru s jaderným pohonem

V rámci kontraktu Air Force Research Laboratory (AFRL) v hodnotě 33,7 milionů USD vyvíjí Lockheed Martin kosmickou loď nové generace poháněnou jaderným reaktorem pro program JETSON (Joint Emergent Technology Supplying On-Orbit Nuclear) High Power.

Vzhledem k tomu, že více vesmírných misí zasahuje daleko za vnitřní sluneční soustavu a trvání misí se prodlužuje z let na desetiletí, hledání způsobů, jak tyto kosmické lodě pohánět a pohánět, vyžaduje myšlení mimo rámec. Chemické rakety a solární panely dobře sloužily vesmírným inženýrům více než 60 let, ale ty už na začátku vesmírného věku fungovaly blízko svých teoretických limitů a mise k Jupiteru jsou asi tak daleko, jak to mohou zvládnout.

Jakékoli mise jdoucí za oběžnou dráhu Jupiteru se musí spoléhat na nějakou formu jaderné energie, aby mohly provozovat své systémy, a chemické rakety v této oblasti mohou pohánět kosmickou loď pouze omezením užitečného zatížení a použitím složitých oběžných drah praku k vybudování potřebné rychlosti k dosažení jejich cíl.

Ve spolupráci s Space Nuclear Power Corp (SpaceNukes) a BWX Technologies, Inc. (BWXT) úsilí Lockheed JETSON zatím dosáhlo fáze předběžného návrhu, s možností kritického přezkoumání návrhu, pokud dostane zelenou. Jeho cílem je propojit jaderný štěpný reaktor s elektrickými pohonnými Hallovými tryskami používanými na družicích Lockheed LM2100.

Vesmírná loď JETSON se v současné podobě skládá z reaktoru v krabici sondy s ventilátorem radiátorů za ním. Odtud se rozprostírá výložník, který udržuje elektroniku a Hallovy trysky co nejdále od zdroje radioaktivní energie.

Reaktor je založen na demonstraci NASA a amerického ministerstva energetiky z roku 2018 Kilopower Reactor Using Stirling Technology (KRUSTY), která jako palivo používá jádro reaktoru 235 z pevného odlitku 235 o průměru 6 palců (15 cm) s reflektorem z oxidu beryllitého, který jej obklopuje. . Jedna tyč karbidu boru spouští a zastavuje reaktor, zatímco reflektor zachycuje unikající neutrony a odráží je zpět do aktivní zóny.

Z bezpečnostních důvodů je reaktor ponechán vypnutý a není aktivován, dokud se kosmická loď nedostane na bezpečnou orbitu. Jakmile je reaktor uveden do provozu, využívá se teplo z reaktoru k pohonu řady Stirlingových tepelných motorů, které pracují tak, že stlačují a rozpínají plyn v uzavřeném cyklu. To produkuje až 20 kWe energie, nebo více než třikrát více než současné solární panely kosmických lodí.

To by nejen výrazně prodloužilo životnost sond hlubokého vesmíru, ale také by to pohánělo Hallovy trysky, které mohou pomalu, ale jistě urychlit kosmickou loď na rychlosti dostatečně velké, aby unikla sluneční soustavě nebo umožnila sondě navštívit širokou škálu potenciálních cílů. .

„Vývoj jaderného štěpení pro vesmírné aplikace je klíčem k zavádění technologií, které by mohly dramaticky změnit způsob, jakým se pohybujeme a zkoumáme v rozlehlém vesmíru,“ řekl Barry Miles, programový manažer JETSON a hlavní řešitel ve společnosti Lockheed Martin. „Od vysoce výkonného elektrického subsystému a elektrického pohonu až po jaderný tepelný pohon nebo štěpnou povrchovou energii, Lockheed Martin se zaměřuje na vývoj těchto systémů s našimi důležitými vládními agenturami a průmyslovými partnery.“

Zdroj: Lockheed Martin