NASA zet kernenergie centraal in missies naar de maan en naar Mars
Als alles volgens plan verloopt, zullen er tegen 2024 opnieuw mensen op de maan wandelen. En dit keer is het de bedoeling om langer te blijven en er een permanente basis op te richten. En kernenergie zal een essentiële rol vervullen in het waarmaken van die droom.
Het klinkt als sciencefiction, maar bij de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA zetten ze de droom stilaan om in een realiteit: een bewoonde kolonie op de maan, waar astronauten langere periodes zullen verblijven en onderzoek doen. Eén van de belangrijkste vragen bij het realiseren van zo’n ambitieus project is deze: waar komt de energie vandaan voor zo’n maanbasis? Volgens een nieuw artikel in het magazine van de toonaangevende American Chemical Society is kernenergie de beste kandidaat om de astronauten op de maan elektriciteit te leveren. En de ambities van NASA reiken verder.
Kernenergie = goedkoop, veilig en robuust
Voor de maankolonie werd al een ideale locatie gekozen: een krater waarin zich ijskristallen bevinden, die de astronauten van drinkbaar water kunnen voorzien. Het nadeel van de kraters op de maan is dat de zon er nooit schijnt. Het is er extreem koud (100 graden Celsius onder nul) en volledig donker. Zonnepanelen, die hun nut in ruimtevaart al ruimschoots hebben bewezen, zijn op die plek onbruikbaar om stroom en warmte op te wekken, en daarom denkt NASA aan kernenergie.
Betrouwbare elektriciteit is essentieel, omdat alle technologie en communicatie met de aarde enkel mogelijk is als er een permanente elektriciteitsbron aanwezig is, die veilig en autonoom kan functioneren in de gure omstandigheden van de maan. Die energiebron is nodig om de ruimtebasis van warmte en elektriciteit te voorzien, maar ook voor de toevoer van zuurstof, het functioneren van de apparatuur en communicatiemiddelen, en als brandstof voor het ruimteveer. Kernenergie dus, die volgens de onderzoekers “goedkoop, veilig en robuust” is, aldus Don Palac, de projectmanager van het NASA Glenn Research Center in Cleveland.
Wandelen op de maan, dromen van Mars
Deze hernieuwde interesse in kernenergie kadert in de ambitieuze plannen van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie. In 2024 wil NASA opnieuw mensen (waaronder de eerste vrouwelijke astronaut) naar de maan sturen, om er een permanent bewoonde kolonie te stichten. De learnings van die missie zullen goed helpen om op termijn die andere grote droom te verwezenlijken: een door mensen bewoonde kolonie op Mars. Dankzij kernenergie wordt dat mogelijk.
De interesse van NASA in kerntechnologie is niet nieuw. Al sinds de jaren ‘60 stuurt de NASA sondes en rovers in de ruimte op basis van nucleaire technologie (inclusief de Marsrover Curiosity, maar ook Cassini en Voyager). Toen gebeurde dat met plutonium-238. Wat nieuw is, is dat NASA nu atoomsplitsing zal toepassen (uranium-235). Het gaat om een compacte kern, even groot als een blikje frisdrank en 28 kilo zwaar, waarmee 10 kilowatt elektriciteit kan worden opgewekt. Om een permanente basis op Mars uit te bouwen, zijn er ‘slechts’ 4 van deze minireactoren nodig.
Veiligheid voorop
Uiteraard staat veiligheid voorop, en houdt men bij NASA rekening met alle scenario’s. Zo moeten astronauten beschermd worden tegen het radioactieve verval van deze minireactor. Maar ook de minireactor zelf moet beschermd worden tegen de hoge kosmische straling van buitenaf (het heelal is zeer radioactief, een gevolg van de kernfusie die op de zon plaatsvindt).
Ook met het worst case scenario is rekening gehouden: stel dat de reactor ontploft bij de lancering, en dat uranium vrijkomt in de atmosfeer. Ook dan is de schade voor mens en milieu beperkt: “Wie op een kilometer afstand zou staan, zal minder straling opvangen als wanneer je een intercontinentale vlucht neemt”, aldus Patrick McClure, ingenieur bij het Los Alamos National Laboratory van NASA.
Meer info: artikel Chemical & Engineering News