Noyau KRUSTY entièrement assemblé à l'installation d'assemblage de dispositifs (DAF) du site de sécurité nationale du Nevada (NNSS). Crédit :Laboratoire national de Los Alamos
Un nouveau système d'énergie nucléaire qui pourrait permettre des missions en équipage de longue durée vers la Lune, Mars et les destinations au-delà ont récemment réussi un test de fonctionnement approfondi dans le désert du Nevada, performant dans une variété de conditions difficiles.
"Nous avons jeté tout ce que nous pouvions sur ce réacteur, en termes de scénarios de fonctionnement nominaux et hors normes[BA(1] et KRUSTY réussi avec brio, " a déclaré David Poston du Laboratoire national de Los Alamos, le concepteur en chef du réacteur.
La récente expérience au Nevada, menée par la NASA et la National Nuclear Security Administration (NNSA) du ministère de l'Énergie, a démontré que le système peut créer de l'électricité avec de l'énergie de fission et a montré que le système est stable et sûr quel que soit l'environnement qu'il rencontre.
L'agence a annoncé les résultats de la manifestation, appelé l'expérience Kilopower Reactor Using Stirling Technology (KRUSTY), lors d'une conférence de presse aujourd'hui à son Glenn Research Center à Cleveland. L'expérience Kilopower a été menée sur le site de sécurité nationale du Nevada de la NNSA de novembre 2017 à mars.
"En sécurité, une énergie efficace et abondante sera la clé de l'exploration robotique et humaine future, " a déclaré Jim Reuter, Administrateur associé par intérim de la NASA pour la Direction des missions de technologie spatiale (STMD) à Washington. "Je m'attends à ce que le projet Kilopower soit un élément essentiel des architectures énergétiques lunaires et martiennes à mesure qu'elles évoluent."
Kilopower est un petit, système d'alimentation à fission léger capable de fournir jusqu'à 10 kilowatts d'énergie électrique - assez pour faire fonctionner plusieurs ménages moyens - en continu pendant au moins 10 ans. Quatre unités Kilopower fourniraient suffisamment de puissance pour établir un avant-poste. Une vidéo explique le fonctionnement du kilopower.
Selon Marc Gibson, ingénieur en chef Kilopower chez Glenn, le système d'alimentation pionnier est idéal pour la Lune, où la production d'électricité à partir du soleil est difficile car les nuits lunaires équivalent à 14 jours sur Terre.
Les ingénieurs de la NASA et de la National Nuclear Security Administration (NNSA) abaissent la paroi de la chambre à vide autour du système KRUSTY au Nevada National Security Site (NNSS). Crédit :Laboratoire national de Los Alamos
"Kilopower nous donne la possibilité de faire des missions de puissance beaucoup plus élevée, et d'explorer les cratères ombragés de la Lune, " a déclaré Gibson. " Lorsque nous commençons à envoyer des astronautes pour de longs séjours sur la Lune et sur d'autres planètes, cela va nécessiter une nouvelle classe de puissance dont nous n'avons jamais eu besoin auparavant."
Le prototype de système d'alimentation utilise un solide, cœur de réacteur en uranium 235 coulé, environ la taille d'un rouleau d'essuie-tout. Les caloducs passifs au sodium transfèrent la chaleur du réacteur aux moteurs Stirling à haut rendement, qui convertissent la chaleur en électricité.
L'équipe Kilopower a mené l'expérience en quatre phases. Les deux premières phases, conduite sans électricité, confirmé que chaque composant du système se comportait comme prévu. Au cours de la troisième phase, l'équipe a augmenté la puissance pour chauffer le noyau progressivement avant de passer à la phase finale. L'expérience a culminé avec une période de 28 heures, test à pleine puissance qui simule une mission, y compris le démarrage du réacteur, rampe à pleine puissance, fonctionnement régulier et arrêt.
Tout au long de l'expérimentation, l'équipe a simulé une réduction de puissance, moteurs en panne et caloducs en panne, montrant que le système pouvait continuer à fonctionner et gérer avec succès plusieurs pannes.
Le projet Kilopower développe des concepts de mission et effectue des activités supplémentaires de réduction des risques pour se préparer à une éventuelle future démonstration en vol. Le projet restera une partie du programme de développement de changement de jeu de STMD dans le but de passer au programme de mission de démonstration technologique au cours de l'exercice 2020.
Une telle démonstration pourrait ouvrir la voie à de futurs systèmes Kilopower qui alimentent des avant-postes humains sur la Lune et sur Mars, y compris les missions qui reposent sur l'utilisation des ressources in situ pour produire des propulseurs locaux et d'autres matériaux.
Le projet Kilopower est dirigé par Glenn, en partenariat avec le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, Alabama, et NNSA, y compris son laboratoire national de Los Alamos, Site de sécurité nationale du Nevada et complexe de sécurité nationale Y-12.
