Έχουν μειονεκτήματα οι πυρηνικοί αντιδραστήρες στα διαστημόπλοια

Πηγή: NewScientist. 31 Αυγούστου 2005

Τα διαστημικά σκάφη που τροφοδοτούνται με πυρηνικούς αντιδραστήρες δεν είναι χρήσιμα στην αστρονομία, συμπέρανε η Εθνική Επιτροπή του Ερευνητικού Συμβουλίου των ΗΠΑ (NRC). Η έκθεση αναφέρεται και στο πρόγραμμα PROMETHEUS της NASA, που στοιχίζει πολλά δισεκατομμύρια δολάρια, και που στοχεύει να αναπτύξει ένα πυρηνοκίνητο  διαστημικό σκάφος για τις μελλοντικές αποστολές στο φεγγάρι, τον Άρη, και το εξωτερικό ηλιακό σύστημα.

Αυτή η πυρηνική τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε στο διάστημα μία φορά από τις ΗΠΑ το 1965 και δεκάδες φορές από τη Σοβιετική Ένωση από το 1967 έως το 1988. Τώρα, η NASA ελπίζει να βελτιωθεί η τεχνολογία αυτή, η οποία απελευθερώνει θερμότητα όταν σχάζει το ουράνιο.

Η "πυρηνική ηλεκτρική προώθηση" της NASA εστιάζεται στο να παρέχει μέχρι και ένα εκατομμύριο Watt ηλεκτρικής ισχύος τόσο στα όργανα όσο και στην προώθηση του διαστημικού σκάφους, χρησιμοποιώντας ένα ρεύμα ιόντων. Θα μπορούσε έτσι να υποστηρίξει πολλά επιστημονικά όργανα, να στείλει πίσω περισσότερα στοιχεία, και να επιτρέψει στο διαστημικό σκάφος να επισκεφτεί περισσότερους στόχους από τις σημερινές τεχνολογίες.

Αλλά η έκθεση της NRC διαπιστώνει ότι οι αντιδραστήρες θα ήταν ουσιαστικά άχρηστοι για - και μπορεί ακόμη και να τις παρακωλύσει - τις παρατηρήσεις των αστροφυσικών φαινομένων πέρα από το ηλιακό σύστημά μας.

"Οι αντιδραστήρες παράγουν τεράστιους αριθμούς σωματιδίων καθώς και ακτίνες γάμμα", λέει το μέλος της επιτροπής (NRC) Gary Bernstein, αστρονόμος στο πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας στη Φιλαδέλφεια.

Αναφέρει δε ότι αυτά τα υποπροϊόντα της πυρηνικής διάσπασης θα μπορούσαν "να τυφλώσουν" τα διαστημικά τηλεσκόπια, όπως το Hubble, το Spitzer, και το Swift εάν οι αντιδραστήρες χρησιμοποιούνται κοντά στη γη, όπως έγινε στο παρελθόν. "Δεν είδαμε κανένα όφελος στην επιστήμη από αυτή την τεχνολογία", λέει.

Καυτό υδρογόνο

Κι ούτε η επιτροπή διαπίστωσε ότι το πυρηνικό πρόγραμμα της NASA θα υποστήριζε τις προγραμματισμένες επανδρωμένες αποστολές. Η NRC αναγνώρισε ότι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες θα ήταν χρήσιμοι και για τα διαστημικά ταξίδια και για τις μακροχρόνιες ανθρώπινες βάσεις στο φεγγάρι ή τον Άρη. Αλλά ανέφερε ότι δεν είναι σαφές εάν η πυρηνική ηλεκτρική προώθηση της NASA που σχεδιάζει είναι "επαρκής για καθεμία εφαρμογή".

Μια άλλη πυρηνική τεχνολογία κάνει χρήση της διάσπασης για να θερμάνει το υδρογόνο, έτσι αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποβάλλεται το υδρογόνο από τους πυραύλους, με σκοπό να αυξηθεί η ώθηση τους και να φτάσουν έτσι οι αστροναύτες στον Άρη γρηγορότερα, γράφει η επιτροπή.

Η NRC προσδιόρισε όμως και διάφορες ρομποτικές αποστολές όπου η πυρηνική ηλεκτρική προώθηση θα μπορεί να είναι ευεργετική, για παράδειγμα μια αποστολή ρομπότ που θα προσεδαφιζόταν στον Ποσειδώνα και το μεγαλύτερο φεγγάρι του, τον Τρίτωνα.

Αλλά η NRC προειδοποίησε ότι παραμένουν σημαντικά εμπόδια για την τεχνολογία αυτή μέχρι να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Αυτά περιλαμβάνουν τη δυνατότητα να λειτουργούν συνεχώς - χωρίς επισκευές - για μια δεκαετία, όσο θα χρειαζόταν το σκάφος να φθάσει στον Ποσειδώνα. Στην πραγματικότητα, αρχές του 2005, η NASA αναγνώρισε ότι το πρώτο σχέδιό της για να χρησιμοποιήσει αυτή την τεχνολογία - σε ένα τεράστιο διαστημικό σκάφος που ονομάζεται Δορυφόρος στα Παγωμένα Φεγγάρια του Δία - ήταν πάρα πολύ φιλόδοξο. Και τώρα θεωρεί ότι πρέπει να ελέγξει τον αντιδραστήρα αυτόν πρώτα γύρω από το γήινο φεγγάρι.

"Μπορούμε να κάνουμε ακόμα πολλά με την τεχνολογία που έχουμε", λέει ο Louise Prockter του πανεπιστημίου Johns Hopkins, αναφερόμενος στις θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων (RTGs) που παράγετε παθητικά την ηλεκτρική ενέργεια, χρησιμοποιώντας τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τη ραδιενεργό αποσύνθεση του πλουτωνίου-238. Οι RTG έχουν χρησιμοποιηθεί ήδη σε πολλές διαστημικές αποστολές, από τα Voyager που είναι τώρα στην άκρη του ηλιακού συστήματος έως το διαστημικό σκάφος Cassini που είναι γύρω από τον Κρόνο.

Αλλά ο Anthony Hyder, ένας φυσικός στο πανεπιστήμιο Notre Dame στο Ινδιάνα, επισημαίνει ότι οι RTG μπορεί να παραγάγουν μόνο μερικές εκατοντάδες Watt ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά οποιαδήποτε μεγάλη αποστολή απαιτεί πολύ περισσότερη από αυτή, και έτσι θα έπρεπε να χρησιμοποιήσει πολλές περισσότερες RTG. "Είναι πολύ ευκολότερο να χρησιμοποιηθούν ραδιοϊσότοπα σε αντιδραστήρες διάσπασης", λέει.

Οι διαστημικοί ερευνητές θεωρούν γενικά ότι οι αντιδραστήρες στα διαστημικά σκάφη μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακίνδυνα, παραδείγματος χάριν, με την προώθηση του αντιδραστήρα σε τμήματα πριν συγκεντρωθούν όλα μαζί και ξεκινήσει η λειτουργία του στο διάστημα.

Ενώ οι αντιδραστήρες θα ανέβαζαν σίγουρα το επίπεδο ισχύος μιας αποστολής, η τεχνολογία στοιχίζει υπερβολικά. Το πρόγραμμα PROMETHEUS της NASA θα κοστίσει 3 δισεκατομμύρια δολάρια από τώρα και μέχρι το 2010.

Αλλά ο Gary Bernstein τονίζει ότι ανησυχεί για την επίδραση που έχει το κόστος αυτό σε άλλες αποστολές της NASA.

Χρήσιμα Links:

NASA To Go Nuclear; Spaceflight Initiative Approved

NASA to Seek Nuclear-Powered Spaceflight Alternatives

Nuclear Power Poised for Re-Entry into Space

Nuclear Power: The Future of Spaceflight

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Πυρηνικές γεννήτριες για τα ταξίδια στο διάστημα
Νέοι ορίζοντες στη NASA για την εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος