NASA ve Leicester Üniversitesi, 5 Kat Daha Ucuz Yakıtla Çalışan İlk Nükleer Uzay Enerji Jeneratörünü Test Etti

NASA Glenn Araştırma Merkezi ile İngiltere’deki Leicester Üniversitesi’nden bilim insanları ve mühendislerden oluşan bir ekip, uzay görevlerinde elektrik üretimini sağlayacak yeni nesil bir nükleer enerji sistemi geliştiriyor. Bu sistem, geleneksel yakıtlara göre çok daha ucuz olan amerikyum-241 izotopu ile çalışıyor.

Geçtiğimiz yıl Leicester Üniversitesi, NASA ile Uluslararası Uzay Yasası Anlaşması (International Space Act Agreement) imzalayarak elektriğe dayalı amerikyum ısı kaynağı simülatörlerini test etme yetkisi aldı. Üniversite araştırmacıları, bu kaynakları NASA Glenn’in güç dönüştürücü teknolojileriyle birleştirerek gelecekteki uzay görevlerine elektrik sağlayabilecek yenilikçi bir güç sistemi geliştirmeyi hedefliyor.

Radyoizotop Güç Sistemleri Üzerine On Yılı Aşkın Çalışma

Leicester Üniversitesi’ndeki araştırma ekibi, radyoizotop güç sistemleri (RPS) üzerine on yıldan uzun süredir çalışıyor. Sistemler, radyoaktif maddelerin bozunmasıyla açığa çıkan ısıyı elektrik enerjisine dönüştürüyor. Güneş ışığını kullanamayan veya uzak görevlerde çalışan uzay araçlarının enerji ihtiyaçlarını karşılamak için RPS sistemleri kritik önem taşıyor. Özellikle Güneş’ten uzak bölgelerdeki uzun süreli uzay görevleri için ideal çözüm olarak değerlendiriliyorlar.

Üniversite ekibinin önceki çalışmaları büyük ölçüde Avrupa Uzay Ajansı’nın ENDURE programı tarafından destekleniyordu. Ancak proje, artık Birleşik Krallık Uzay Ajansı’nın Uluslararası İkili Fon (International Bilateral Fund) desteği ve NASA’nın Radyoizotop Güç Sistemleri Programı ile daha ileri bir aşamaya taşındı.

Araştırmacılar, geleneksel olarak uzay görevlerinde kullanılan plütonyum-238 yerine amerikyum-241 kullanmayı tercih ediyor. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’na göre, amerikyum-241, kullanılmış nükleer yakıtın yeniden işlenmesiyle elde edilebiliyor ve her watt başına maliyeti plütonyum-238’e kıyasla beş kat daha ucuz.

Dünya Çapında Bir İlk: Amerikyum Tabanlı Jeneratör Prototipi

Leicester Üniversitesi ile NASA Glenn ekipleri, laboratuvar ortamında tezgâh üstü jeneratör prototipini başarıyla test etti. Sistem, elektriğe dayalı ısıtılmış amerikyum kaynaklarının kopyalarıyla ve Gelişmiş Stirling Dönüştürücüler ile çalıştı.

Leicester Üniversitesi tarafından yapılan açıklamada, “Test kampanyasının başarıyla tamamlanması ekipler için önemli bir dönüm noktasıydı. Bu, amerikyum ısı kaynağının birden fazla Stirling motorunu çalıştırarak elektrik üretmesiyle ilgili dünya çapında ilk başarılı gösterimdir.” ifadelerine yer verildi.

Test sonuçları, amerikyumla çalışan Stirling jeneratörlerinin yalnızca verimli değil, aynı zamanda güvenilir ve sağlam olduğunu ortaya koydu. Dr. Hannah Sargeant, testin ardından yaptığı açıklamada şunları söyledi: “Tasarımın öne çıkan bir özelliği, bir Stirling dönüştürücüsünün arızalanması durumunda dahi elektrik üretiminin kesintiye uğramamasıdır.” Bu özelliğin testlerde başarıyla sergilendiğini belirten Sargeant, sistemin on yıllar sürebilecek uzun vadeli uzay görevleri için ne kadar uygun olduğunu vurguladı.

“Donanım odaklı yaklaşımımız ve hızlı iterasyon döngülerimiz, heyecan verici ve olumlu sonuçlar üretmeye devam ediyor.” diyerek, projenin ilerleyişindeki dinamizme dikkat çekti.

Geleceğin Uzay Görevleri İçin Temel Enerji Kaynağı

Amerikyumla çalışan bu sistemlerin, ileride uzayda kurulacak yaşam alanlarına kesintisiz elektrik sağlamak için kullanılabileceği öngörülüyor. Dünya’nın büyük uzay güçlerinin insanlığı Mars’a ve ötesine taşımaya yönelik hedeflerinin hız kazandığı günümüzde, bu tür güneş ışığına bağımlı olmayan enerji sistemleri giderek daha büyük önem kazanıyor.

Amerika Birleşik Devletleri’nde federal bütçede NASA’nın bilimsel araştırmalarına ayrılan fonlarda kesintiye gidilmesi gündeme gelse de, Artemis programının bütçesinin büyük oranda korunması planlanıyor. Bu da uzun vadeli uzay görevlerine yönelik çalışmaların hız kesmeden devam edeceğine işaret ediyor.

Kaynak:https://interestingengineering.com/space/nuclear-power-system-passes-first-test