นาซาเปิดตัวแหล่งพลังงานใหม่สำหรับภารกิจสำรวจอวกาศในอนาคต

Share

องค์การนาซาแถลงข่าวเปิดตัวเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชัน ”กิโลพาวเวอร์” ที่มีประสิทธิภาพสูง และอาจเป็นเทคโนโลยีที่นำไปใช้ในภารกิจสำรวจดวงจันทร์และอวกาศในอนาคต

ภาพจำลองเครื่องปฏิกรณ์กิโลพาวเวอร์บนพื้นผิวของดาวอังคาร

 

ทำไมจึงต้องใช้พลังงานนิวเคลียร์?

        บริเวณดาวเคราะห์ชั้นในนั้นได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์สูงมาก แต่พลังงานแสงอาทิตย์จะลดลงตามระยะห่างกำลังสองจากดวงอาทิตย์ 

        แม้ว่ายานอวกาศจูโนที่ถูกส่งไปยังดาวพฤหัสบดีที่ผ่านมาจะใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ จากแผงโซลาร์เซลล์ที่มีขนาดใหญ่เทียบเท่ากับรถบัสสามคัน แต่ดาวพฤหัสบดีนั้นอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากจนแสงอาทิตย์จะอ่อนลงทำให้โซลาร์เซลล์ไม่สามารถใช้การได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นภารกิจสำรวจอวกาศที่อยู่ไกลออกไปจากระบบสุริยะของเราจึงต้องใช้พลังงานนิวเคลียร์เป็นหลัก ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องผลิตไฟฟ้าด้วยความร้อนจากกัมมันตรังสี (RTGs หรือ Radioisotope Thermoelectric Generators) และ Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generators (MMRTGs) ซึ่งจะนำความร้อนที่ได้จากการสลายของสารกัมมันตภาพรังสีมาเป็นแหล่งพลังงาน โดยสารกัมมันตภาพรังสีที่นิยมใช้ คือ พลูโตเนียม-238

        ในอนาคตอันใกล้ศูนย์วิจัยเกลนน์(Glenn Research Center)ของนาซากำลังพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์กิโลพาวเวอร์ตัวต้นแบบที่มีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพมากกว่าแบบMMRTGs ถึงสี่เท่า โดยใช้เครื่องยนต์สเตอร์ลิงในการบีบอัดและขยายของเหลวเพื่อเปลี่ยนพลังงานจากปฏิกิริยาฟิชชันของธาตุยูเรเนียมเป็นพลังงานกล ซึ่งสามารถเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากถึง 10 กิโลวัตต์ และยังสามารถใช้งานได้มากกว่า 10 ปีภายใต้ความร่วมมือกับห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอะลาโมส (Los Alamos National Laboratory) ส่วนแกนเครื่องปฎิกรณ์ยูเรเนียมนั้นถูกออกแบบโดย the Y12 National Security Complex 

 

ภาพระยะใกล้ของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงนิวเคลียร์ 

 

        เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กิโลพาวเวอร์สามารถสำรวจระบบสุริยะชั้นในได้ยาวนานยิ่งขึ้นเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ไม่ว่าจะเป็นการสำรวจดวงจันทร์ที่มีเวลากลางคืนยาวนานกว่าสองสัปดาห์ รวมทั้งยาน Spirit และ Opportunity มักถูกพายุทรายพัดทรายมาปกคลุมโซลาร์เซลล์ในภารกิจสำรวจดาวอังคารอยู่เสมอ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ยานสำรวจดาวอังคาร Curiosity ที่ปล่อยตัวไปเมื่อปี ค.ศ. 2011 จึงเปลี่ยนไปใช้พลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์แบบ MMRTG แทนและจะติดตั้งกับยานที่มีกำหนดการปล่อยตัวในอนาคตอย่างยานMars2020 อีกด้วย

 

การส่งนิวเคลียร์ขึ้นไปในอวกาศจะส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่?

        การปล่อยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไปยังอวกาศเป็นประเด็นที่สังคมให้ความกังวลอยู่เสมอ มีการชุมนุมประท้วงการส่งยานอวกาศอย่างนิวฮอร์ไรซัน คิวริโอซิตี และ แคสสินี แต่ยานทั้งสามลำก็ถูกส่งขึ้นสู่ห้วงอวกาศได้อย่างราบรื่น

        อย่างไรก็ตาม การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเครื่องปฏิกรณ์กิโลพาวเวอร์จะไม่ทำให้เกิดอันตรายใดๆ หากว่าเครื่องปฏิกรณ์กิโลพาวเวอร์เกิดการสูญหายและตัวแกนหลักได้รับความเสียหายระหว่างการปล่อยตัว ปริมาณรังสีสูงสุดที่มันจะปนเปื้อนออกมานั้นน้อยกว่าระดับที่เป็นอันตรายอย่างมาก

        ภารกิจการสำรวจอวกาศในอนาคตอาจเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์กิโลพาวเวอร์แทบทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นการสำรวจดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน รวมไปถึงโดรนที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสำรวจดาวบริวารที่มีขนาดใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์อย่างไททัน ยิ่งไปกว่านั้นภารกิจ Deep Space Gateway ก็อาจใช้เครื่องปฏิกรณ์กิโลพาวเวอร์ในการสำรวจพื้นผิวของดวงจันทร์เช่นกัน 

        กล่าวได้ว่าตอนนี้มนุษย์เรากำลังจะเข้าสู่ยุคใหม่ในการสำรวจอวกาศด้วยพลังงานนิวเคลียร์แล้ว

 

 

(เรียบเรียงโดย ศิวรุต พลอยแดง)

 

อ้างอิง

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/nasa-unveils-new-nuclear-power-source-future-exploration/