NASA Testa Com Sucesso Novo Reator KILOPOWER Para Missões Espaciais

Administrador associado interino da diretoria de missão de tecnologia espacial da NASA discursa à mídia em uma conferencia presidencial anunciando o teste bem sucedido do projeto do novo reator de fissão, no Centro de pesquisa Glenn da NASA, em Cleveland, Ohio. Credito da Foto: Michael Cole/SpaceFlight Insider

A NASA anunciou a demonstração bem sucedida do novo poderoso sistema reator nuclear que poderia habilitar missões robóticas nas profundezas do espaço e fornecer energia para espaçonaves tripuladas e bases de controle na Lua e em Marte.

A NASA e o departamento nacional de segurança e administração de energia nuclear (NNSA) anunciaram os resultados da demonstração, chamado de experimento do Reator Kilopower usando tecnologia Sterling (KRUSTY), em uma conferencia no dia 2 de maio no Centro de pesquisa Glenn da NASA, em Ohio. O sistema de reatores do Kilopower foi desenvolvido no NASA Gleen e testado de novembro de 2017 até março de 2018 no Nevada National Security Site da NNSA, localizado no sudeste do sudeste do deserto de Nevada.

Marc Gibson, engenheiro chefe do Kilopower da NASA Gleen, explica o funcionamento do protótipo do Kilopower KRUSTY para os membros da mídia no Laboratório de pesquisas Sterling da NASA Glenn em Cleveland, Ohio. Credito da Foto: Michael Cole / SpaceFlight Insider

“Quando nós formos para a Lua e eventualmente para Marte, nós possivelmente precisaremos de uma grande fonte de energia que não dependa do Sol” Falou James Reuter, Administrador associado interino da diretoria de missão de tecnologia espacial da NASA. “Especialmente se quisermos viver fora da Terra. O projeto Kilopower que testamos é engenhoso da forma como foi projetado pela simplicidade das operações e também pela escalabilidade. Enquanto nós testamos ele com produção de energia de 1 quilowatt, ele é escalável para 10 kilowatts sem qualquer grande impacto em seu tamanho geral. Então isso faz um bom bloco de construção à medida que avançamos”.
 
A unidade reatora KRUSTY é pequena na escala de uma lâmpada de escritório, mas é capaz de fornecer energia elétrica suficiente para sustentar continuamente várias casas cheias por em média 10 anos. Seus desenvolvedores esperam que quatro unidades de kilopower poderiam fornecer força mais que suficiente para uma futura base lunar ou marciana.
 
O projeto Kilopower é parte do programa NASA'S SPACE TECHNOLOGY MISSION DIRECTORATE'S GAME CHANGING DEVELOMPMENT. O objetivo primário do projeto era desenvolver um sistema de fissão nuclear sustentável para performances de longa duração no espaço e em superfícies planetares. O projeto estabeleceu 2018 como um prazo de teste para que o poder de fissão possa se tornar uma opção viável para os planejadores de missão conforme eles desenvolvem as futuras arquiteturas para a exploração planetária  e as necessidades do sistema de energia de superfície.

O design da fissão kilopower é diferente desde a RADIOISOTOPE THERMOELETRIC GENERATORS (RTG) aquela que têm sido usada para tal sonda do espaço profundo conforme O New horizons,Galileo e Cassini. “Eles são muito diferentes quanto a forma de gerar calor.”  Marc Gibson, engenheiro chefe do Kilopower na Nasa Glenn disse à Spaceflight Insider. “Uma das coisas mais legais que nós descobrimos sobre a fissão é que nós podemos ligar o reator durante a missão. Dessa forma se nós tivéssemos uma missão de 15 anos de duração para um Kuiper Belt Object ou algo assim, levaríamos muito tempo pra chegar. Não é preciso deixá-lo ligado até chegarmos lá, nós podemos ligar o sistema de força apenas quando desejarmos. Também é possível reduzir e aumentar a potência de forma que nós podemos ir de 1000 watts a 50 ou 40 watts, dependendo da necessidade da nave, regulando o quanto de combustível é usado.”

Para ligar e desligar o sistema, o Kilopower usa uma haste de carboneto de boro que absorve nêutrons. Quando a haste é retirada, o reator liga e os nêutrons começam a mover-se livremente e dividir-se com outros átomos em uma cadeia de reações. Quando a haste é colocada de volta no núcleo do reator, a cadeia de reações é interrompida. “Outra coisa que eu acho muito interessante é que é necessário uma massa considerável para ligar e operar o reator, ”Gibson falou à Spaceflight Insider. “Durante o menor lado, que nos dá muito mais combustível do que o que nós realmente precisávamos. Então, em teoria, uma vez que o reator é ligado, nós o projetamos com radioatividade em excesso, logo haverá combustível suficiente para manter essa temperatura por centenas de anos. O desafio é desenvolver o restante do sistema para durar esse tempo.”

O propósito do experimento recente em Nevasca foi demonstrar que o sistema pode gerar eletricidade com força de fissão, e mostrar que o protótipo KRUSTY é estável é seguro independente do contexto onde ele é operado. “Nós apostamos tudo que poderíamos nesse reator, em termos de cenários operacionais nominais e fora do normal, e o KRUSTY passou com exito”, disse David Poston, Designer Chefe de Reatores do Laboratório Nacional Los Alamos da NNSA.
 
O experimento progrediu em fases, aumentando a força para aquecer o centro progressivamente antes de se mover no final da fase da missão simulada. Essa simulação incluiu o início do reator nuclear, aumentar a potência total, operação nominal firme, e desativação. Durante o experimento, os engenheiros simularam uma série de problemas para mais um desafio do desempenho do projeto. Estes incluíram o simulado da força de redução, falha de um ou mais do motor STIRLING, e falhou firme no encanamento, mostrando que o sistema poderia continuar para a operação com sucesso apesar de múltiplas falhas. Nós colocamos o sistema através do seu ritmo, Gilson disse. Nós entendemos o reator muito bem, e esse teste provou que o sistema auxilia o caminho que nos projetamos para o trabalho. Não importa o que o envolvimento nos exponha para isso, o reator apresentou-se muito bem.

O desenvolvimento e o teste do protótipo  KRUSTY foi um sucesso, e relativamente de baixo custo para a NASA. Tinham muitas pessoas que pensavam que custaria bilhões de dólares para a NASA desenvolver esses reatores nucleares, disse Poston. Nós mostraremos que podemos projetar construir e testar o reator por menos de 20 milhões de dólares.

O novo sistema do KILOPOWER é o primeiro novo reator nuclear de qualquer tipo produzido nos US nos últimos 40 anos. A nossa equipe do projeto está aguardando a aprovação da NASA e NNSA para iniciar a promover o aumento das versões do KILOPOWER para eventuais voos espaciais e operações de superfície. A equipe prevê a aprovação, e um início no desenvolvimento nos próximos 18 meses.

Por: Michael Cole
Traduzido por:  Kauã Pereira Xavier ​( Junior Bilingual Correspondent )   

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