For full functionality of this site it is necessary to enable JavaScript. Here are the instructions how to enable JavaScript in your web browser.

Era Baru Penjelajahan Mars, Reaktor Nuklir Siap Diterbangkan Tahun 2022

Ilustrasi sistem tenaga fisi di permukaan Mars menggunakan empat unit 10-kilowatt/NASA

Jenis reaktor nuklir baru yang dirancang untuk menggerakkan pos-pos berawak di bulan dan Mars dapat siap untuk uji coba pertama di luar angkasa beberapa tahun dari sekarang.

Tes penerbangan adalah langkah besar berikutnya untuk reaktor fisi eksperimental Kilopower, yang telah melakukan serangkaian uji darat penting dari November 2017 hingga Maret 2018.

Patrick McClure, pemimpin proyek Kilopower di Laboratorium Nasional Los Alamos di Departemen Energi  Amerika mengatakan sejauh ini belum ada demonstrasi di luar Bumi yang dilakukan, namun Kilopower harus siap berangkat pada tahun 2022 atau lebih cepat jika perlu.

“Saya pikir kita bisa melakukan ini dalam tiga tahun dan siap untuk terbang,” kata McClure sebagaimana dilaporkan Space.com Selasa 13 Agustus 2019.

“Saya pikir tiga tahun adalah kerangka waktu yang sangat bisa dilakukan,” tambahnya dengan menekankan bahwa ini adalah pendapatnya, belum tentu dengan NASA, yang mengembangkan proyek Kilopower bersama dengan Kementerian Energi.

Energi nuklir telah memperkuat pesawat ruang angkasa selama beberapa dekade. Probe Voyager 1 dan Voyager 2 NASA, wahana New Horizons, dan penjelajah Curiosity Mars, bersama dengan banyak penjelajah robot lainnya, menggunakan radioisotope thermoelectric generators (RTG), yang mengubah panas yang dibuang oleh peluruhan radioaktif plutonium-238 menjadi listrik.

Namun output daya dari RTG relatif rendah. Yang digunakan oleh Curiosity dan penjelajah Mars 2020 NASA yang akan datang, misalnya, menghasilkan sekitar 110 watt listrik pada awal misi. Output ini menurun perlahan seiring waktu.

Pos berawak Mars akan memiliki kebutuhan energi yang jauh lebih tinggi dari itu yakni sekitar 40 kilowatt daya listrik yang tersedia secara terus-menerus, bahkan untuk stasiun penelitian kecil yang direncanakan oleh NASA yang didirikan pada akhir 2030-an, kata McClure.

Lagi pula, para awak akan membutuhkan listrik untuk memurnikan air mereka, menghasilkan oksigen dari atmosfer Mars yang didominasi karbon dioksida, menggerakkan baling-baling mereka, memanaskan habitat mereka dan sebagainya.

Eksplorasi manusia terhadap Mars akan menuntut strategi produksi energi yang berbeda. Dan di situlah Kilopower masuk.

Seperti pembangkit listrik tenaga nuklir yang dirancang untuk tetap berada di Bumi, Kilopower adalah reaktor fisi yang mengubah panas yang dihasilkan dengan memisahkan atom menjadi listrik, melalui perangkat yang disebut mesin Stirling. Pembangkit listrik tenaga nuklir, umumnya menggunakan panas ini untuk membuat turbin uap balik.

Menurut McClure, dalam seri uji darat yang berakhir pada Maret 2018, yang dikenal sebagai KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology), reaktor mengubah 30% panas fisi menjadi listrik. “Ini adalah tes yang sangat sukses,” kata McClure.

Proyek Kilopower secara resmi dimulai pada 2015, tetapi arsiteknya membuktikan konsep dasar kembali pada tahun 2012. Seperti namanya, reaktor Kilopower dirancang untuk menghasilkan setidaknya 1 kilowatt daya listrik (1 kWe). Outputnya dapat ditingkatkan hingga sekitar 10 kWe, dan dapat beroperasi selama sekitar 15 tahun, kata McClure.

Jadi, empat reaktor Kilopower yang ditingkatkan dapat memenuhi kebutuhan energi para penjelajah NASA, dengan reaktor kelima kemungkinan mendarat untuk menyediakan cadangan.

“Perangkat ini lebih kecil dari yang Anda kira. Seluruh mesin 10-kWe akan berdiri setinggi 11 kaki (3,4 meter), dan komponen reaktor akan seukuran tempat sampah logam. Inti reaktor saja, tanpa pelindung, akan sebesar sebesar gulungan kertas tisu,” kata McClure.

Tetap saja, potongan-potongan ini berat. Dengan perisai, seluruh reaktor 10-kWe kemungkinan akan berbobot sekitar 2.000 kilogram. Dia menekankan reaktor Kilopower akan cukup aman.. Perangkat tidak akan dihidupkan sampai mereka mencapai ruang angkasa, sehingga tidak akan ada ancaman paparan radiasi berbahaya bahkan jika roket reaktor jatuh kembali ke Bumi.

Selain itu, Kilopower mengatur diri sendiri, kata McClure. Jika reaktor terlalu panas, mesin Stirlingnya menarik lebih banyak panas dari inti uranium. Dan jika suhu turun terlalu banyak, inti secara alami berkontraksi, menjebak lebih banyak neutron dan menyebabkan lebih banyak tabrakan yang membelah atom.

Tim Kilopower mulai menyelidiki kemungkinan misi demonstrasi tak lama setelah KRUSTY selesai, kata McClure. “Hal pertama yang dilemparkan pada kami kemungkinan adalah pendaratan bulan, jadi kami memang melihat apa potensi sistem bulan,” katanya.

Kilopower adalah konsep reaktor fisi yang benar-benar baru pertama kali dikembangkan di Amerika Serikat dalam 40 tahun terakhir, tambahnya. Mengirimkannya ke luar angkasa tentu akan menjadi tonggak sejarah, tetapi proyek ini tidak akan menjadi landasan yang sama sekali baru.

Reaktor fisi sebenarnya telah dikirim ke ruang angkasa. Amerika telah meluncurkan satu reaktor ke orbit, di atas satelit eksperimental SNAP-10A pada April 1965. Namun ada kegagalan komponen listrik menutup reaktor itu setelah hanya 43 hari.  Sementara Uni Soviet meluncurkan lebih dari 30 reaktor fisi di atas satelit dari 1967 hingga akhir 1980-an

Facebook Comments