تلاش رولز رویس برای ساخت یک میکرو راکتور هسته‌ای فضایی!

رولز رویس به‌تازگی 4.8 میلیون پوند (6.2 میلیون دلار) بودجه جدید از آژانس فضایی بریتانیا (UKSA) دریافت کرده است تا فناوری لازم برای ساخت یک میکرو راکتور هسته‌ای را توسعه دهد. این راکتور قرار است در آینده مسئول تامین انرژی پایگاه‌های مستقر در ماه و پیشرانش فضاپیماها شود.

در فیلم علمی تخیلی Doppelganger (معروف به سفر به سمت دور خورشید) در سال 1969، زمانی که قهرمان فیلم در آخرین صحنه با سفینه فضایی خود در ایستگاه بین‌سیاره‌ای در حال چرخش، پهلو می گیرد، با لوگوی رولز رویس بر روی موتورهای هسته‌ای موشک سفینه مواجه می‌شود. پس از گذشت بیش از پنج دهه، این پیش‌بینی سینمایی به سمت واقعیت پیش می‌رود، زیرا رولز رویس برنامه‌هایی برای ساخت یک میکرو راکتور هسته‌ای در فضا که می‌تواند به‌طور مثال انرژی سیستم‌های پیشرانه فضاپیما را تامین کند، دارد.

جدیدترین پرداختی آژانس فضایی بریتانیا از طریق برنامه ملی نوآوری فضایی (NSIP)، کل بودجه اختصاص داده‌شده را به حدود 9.1 میلیون پوند (11.7 میلیون دلار آمریکا) که شامل کل هزینه پیش‌بینی‌شده این پروژه می‌شود، می‌رساند. به گفته رولز رویس، کل طراحی سیستم در 18 ماه با کمک همکاران دانشگاهی در دانشگاه آکسفورد و دانشگاه بنگور تکمیل خواهد شد و اولین آزمایش راکتور در مدار زمین قبل از پایان دهه بوده و آزمایش نسخه مربوط به سطح ماه چند سال پس از آن انجام می‌پذیرد.

هدف میکروراکتور ایجاد یک منبع متراکم انرژی، قابل اعتماد و بسیار قابل حمل نه تنها برای اکتشافات طولانی‌مدت و ماموریت‌های علمی در ماه و در اعماق فضا، بلکه به عنوان یک سیستم قابل فروش بریتانیایی برای مشتریان تجاری در کاربردهای فضایی و زمینی است.

دلیل نیاز به یک راکتور هسته‌ای این است که انرژی خورشیدی، پیل‌های سوختی، باتری‌ها‌ و موارد مشابه، فقط برای مدت کوتاهی مناسب هستند یا برق را به صورت منقطع تولید می‌کنند. بدتر از آن، آنها انرژی زیادی نیز تولید نکرده و علاوه بر این، در قرن آینده برای سفرهای فضایی انرژی در مقادیر بسیار بالاتری مورد نیاز خواهد بود.

تفاوت میکرو راکتور با یک راکتور ماژولار کوچک (SMR) در این است که راکتور اول بسیار کوچک‌تر، ساده‌تر و قابل‌حمل‌تر است. در جایی که SMR حدود 0.5 گیگاوات برق تولید می‌کند، در ازای این انرژی به منطقه‌ای به اندازه‌ی دو زمین فوتبال برای تمام تجهیزات خود نیاز دارد. در آن‌سوی ماجرا میکرو راکتور فقط یک تا 10 مگاوات انرژی تولید می‌کند اما به اندازه‌ی کافی کوچک است که در پشت کامیون جا بگیرد. این بدان معناست که نه تنها می‌توان از آن در یک پایگاه سیاره‌ای استفاده کرد، بلکه می‌توان آن را از مکانی به مکان دیگر منتقل کرد یا حتی به یک مریخ‌نورد به‌طور نامحدود انرژی رساند.

این میکرو راکتور که کاملا از محیط اطراف مستقل است، توسط گلوله‌های ساخته‌شده از لایه‌های اورانیوم غنی‌شده یا پلوتونیوم، کربن و سرامیک سوخت‌رسانی می شود. این گلوله‌ها در لوله‌هایی در یک هسته گرافیتی هندسی قرار می‌گیرند که به تنظیم واکنش هسته‌ای کمک کرده، گرما را از نزدیکی سوخت دور می‌کنند و یک کنترل ایمنی منفعل (Passive) برای شرایط بحرانی خواهند بود. مبدل‌های حرارتی سفارشی وزن راکتور را کاهش می‌دهند و گرما را به جایی منتقل می‌کنند که بتوان آن را به توان مفید تبدیل کرد.

این وسیله قدرتمند کاربردهای زیادی دارد، از جمله پایگاه‌های ماه یا مریخ، تامین انرژی ایستگاه‌های فضایی و وسایل نقلیه در اعماق فضا و سیستم‌های پیشرانه هسته ای. میکرو راکتورها همچنین می‌توانند مانند درایوهای یونی یا موشک‌های هسته‌ای حرارتی مستقیم، یک پیشرانه الکتریکی باشند که در آن یک مقدار واکنش‌دهنده، به احتمال زیاد متان، برای تولید نیروی رانش گرم می‌شود.

این دستگاه نه تنها امکان انجام ماموریت‌ها به اعماق فضا با محموله‌های بزرگتر یا سرعت‌های بالاتر را فراهم می‌کند، بلکه به ماهواره‌های مداری اجازه می‌دهد تا به سرعت مدار خود را برای نگهداری ماهواره یا دفاع در برابر اقدامات خصمانه تغییر دهند. برای چنین فضاپیماهایی نیاز به یک محافظ سنگین نیاز نیست زیرا راکتور/موتور را می‌توان با یک فاصله طولانی از محموله یا ماژول‌های زیستگاه نگه داشت که به وسیله نقلیه شکلی دمبل مانند می‌دهد.

جیک تامپسون، مدیر پروژه های جدید هسته‌ای و ویژه،‌ی رولز رویس، گفت:

ما خوشحالیم که این بودجه را از برنامه ملی نوآوری فضایی دریافت کرده و به همکاری خود با آژانس فضایی بریتانیا ادامه می‌دهیم. این بودجه یک نقطه محوری در برنامه میکرو راکتور ماست و پیشرفت فناوری ما را تسریع کرده و ما را در تقویت تلاش‌های الهام‌بخش انسان در فضا یاری می‌کند.

آینده اکتشافات فضایی تا حد زیادی به توانایی تولید سطوح بالایی از توان ثابت بستگی دارد و میکرو راکتور هسته‌ای ما راه حلی است که انرژی ایمن، قابل اعتماد و انعطاف‌پذیر را به طیف گسترده‌ای از ماموریت‌های فضایی ارائه می‌دهد.

منبع: Newatlas