NASA kehabisan plutonium 238

Reaktor Isotop Fluks Tinggi di Oak Ridge National Laboratory menghasilkan sejumlah kecil plutonium-238 untuk NASA, memperkaya neptunium-237

Produksi bahan bakar nuklir yang lamban mengancam rencana NASA untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa menggunakan generator termoelektrik. Jika masalah tidak terpecahkan, maka Anda harus membatasi diri pada energi matahari.

Bahan bakar yang ideal adalah plutonium-238 (Pu-238). Empat kilogram bahan bakar sudah cukup untuk menyediakan energi bagi kapal selama puluhan tahun. NASA telah menghabiskan 140 kg plutonium dalam sejarahnya, termasuk percobaan di bawah program Apollo, misi Galileo ke Jupiter, dan pengiriman perangkat Pioneer dan Voyager. Saat ini, plutonium menyediakan panas dan listrik untuk penjelajah Curiosity, stasiun pengorbit Cassini di Saturnus, dan pesawat ruang angkasa New Horizons terbang ke sabuk Kuiper.

Plutonium akan sangat berguna untuk probe robot yang dapat terjun ke kedalaman es satelit di tata surya, di mana ada lautan air bawah tanah. Untuk pesawat yang akan terbang di atmosfer planet lain dan menjelajahi wilayah baru. Untuk kapal melakukan perjalanan di danau dan sungai metana cair dan etana di permukaan Titan. Untuk banyak misi lainnya. Tapi plutonium berakhir, dan ada kecurigaan bahwa bahan bakar nuklir harus ditinggalkan jika keputusan politik yang berkemauan keras tidak dibuat.

Di Amerika Serikat, produksi isotop plutonium-238 dihentikan pada tahun 1988. Departemen Energi AS menandatangani kontrak lima tahun pada tahun 1992 untuk membeli 10 kg isotop dari Rusia dan kemungkinan peningkatan pasokan tidak lebih dari 40 kg. Sebagai bagian dari kontrak, beberapa kontrak disimpulkan, perjanjian diperpanjang. Pada tahun 2009, pengiriman terganggu karena restrukturisasi industri nuklir Rusia, dan NASA sekarang dalam posisi yang sulit, tulis Scientific American.

Upaya Departemen Energi untuk membangun pengayaan Pu-238 di Laboratorium Nasional Oak Ridge tidak memberikan hasil yang dapat diterima: produksi isotop neptunium-237 terlalu kecil.

Saat ini, cadangan NASA hanya 35 kilogram Pu-238, dan peluruhan radioaktif 18 dari 35 kilogram terlalu lemah untuk digunakan dalam generator termoelektrik NASA yang ada. Menurut para ahli, 17 kg bahan bakar akan cukup untuk hanya empat generator, salah satunya sudah disediakan untuk bajak sebagai bagian dari misi Mars 2020.

Pada 2013, setelah hiatus dua puluh lima tahun, Departemen Energi AS melanjutkan produksi plutonium-238 di Laboratorium Nasional Oak Ridge, tetapi proyek tersebut menemui kesulitan teknis dan sudah terlambat, sehingga tidak mungkin mencapai kapasitas yang direncanakan 1,5 kg plutonium per tahun oleh 2021 tahun. Sebagai gantinya, para insinyur berbicara tentang memproduksi 0,5 kg per tahun pada tahun 2019.

Masalahnya berulang kali muncul di Kongres, mencoba untuk mengambil informasi dari NASA tentang keadaan saat ini, tentang jumlah plutonium yang dibutuhkan dan cara-cara yang mungkin untuk mendapatkannya, tetapi Badan Antariksa Nasional tetap diam. Ada juga upaya untuk meloloskan Undang-Undang Eksplorasi Luar Angkasa yang Efisien untuk merencanakan dukungan material NASA, tetapi ia juga terjebak dalam komite parlemen.

Dengan kata lain, sekarang NASA tidak memiliki rencana dan pemahaman yang jelas tentang apa yang harus dilakukan selanjutnya, tulis Scientific American. Para ahli independen mengkritik posisi NASA, yang mengklaim tidak diperlukan cadangan plutonium tambahan. Suka, dan stok saat ini cukup untuk misi yang direncanakan. Tapi ini adalah contoh klasik dari lingkaran setan. Ada stok saat ini cukup karena beberapa misi direncanakan. Beberapa misi direncanakan karena plutonium kurang. Jika ada lebih banyak bahan bakar, maka mungkin akan ditemukan di mana menggunakannya.

Sebagai contoh, selama beberapa dekade sekarang, para ilmuwan telah bermimpi mengirimkan penyelidikan ke Eropa, satelit Jupiter, di mana kehidupan secara teoritis bisa ada di bawah es. Tetapi rencana ini terus tertunda karena terlalu banyak plutonium yang dibutuhkan. Jadi, proyek Jupiter Europa Orbiter terbaru membutuhkan 17,6 kg Pu-238, lebih banyak dari yang dimiliki NASA.

Masalahnya diperparah oleh fakta bahwa pada tahun 2013, Kongres dan Gedung Putih beralih ke NASA biaya memulai kembali jalur produksi untuk plutonium dan pekerjaan laboratorium penelitian. Sekarang biaya ini mencapai $ 50 juta per tahun. Karena biaya jatuh di pundak NASA, maka perlu untuk mengurangi dana untuk beberapa program ilmiah dan teknis, termasuk program untuk menciptakan jenis generator baru yang dapat mengurangi konsumsi plutonium. Sekali lagi, lingkaran setan.

Insinyur mencoba memecahkan masalah secara berbeda. Misalnya, ada ide untuk meluncurkan ke Eropa bukan penyelidikan pada plutonium, tetapi pengorbit bertenaga surya, yang akan melakukan serangkaian manuver pintar, mendekati permukaan pada jarak dekat.

Dalam beberapa hal, panel surya bahkan mengungguli generator termoelektrik: mereka berbobot lebih sedikit dan digunakan pada daya yang dibutuhkan, tergantung pada kebutuhan perangkat. Jadi, untuk misi ke Eropa, Anda membutuhkan panel surya dengan luas 50 m ² . Baterai jenis ini akan diuji pada perangkat Juno, yang akan tiba di Jupiter pada Juli 2016.

Menghadapi kekurangan plutonium, para insinyur terpaksa mengandalkan energi matahari dan meningkatkan teknologi: untuk meningkatkan efisiensi sel surya menggunakan konsentrator dan cermin, panel desain baru.

Tetapi sekeras apa pun para insinyur mencoba, ada misi yang pada dasarnya mustahil untuk menyediakan energi surya. Bagaimanapun, jika Anda memikirkannya, kendaraan keturunan Fila yang sama sekarang akan terus beroperasi di komet 67P / Churyumov-Gerasimenko jika memiliki generator termoelektrik, dan bukan panel surya. Secara umum, seseorang harus bernegosiasi dengan Rusia, atau membuat keputusan politik untuk melanjutkan program nuklir, yang dihentikan setelah berakhirnya Perang Dingin.

Source: https://habr.com/ru/post/id384199/