Cominciano oggi ad Huntsville i test di fattibilita’ per uno dei sistemi candidati a fornire energia ai futuri avamposti lunari ed, eventualmente, marziani.
L’idea e’ quella di accoppiare un piccolo reattore a fissione ad un motore Stirling, che e’ in grado di convertire con efficienza il calore in elettricita’.
Nella realta’, il piccolo reattore, delle dimensioni di un secchio, verrebbe interrato per ridurre ulteriormente le emissioni radioattive. All’esterno si protenderebbe una torre per accogliere il motore Stirling, piu’ due ampie superfici radianti per dissipare tutto il calore sfuggito al processo di conversione in energia.
L’obiettivo e’ di ottenere una potenza stabile di circa 40 Kw.
I test verranno condotti presso il Marshall Space Flight Center che dispone di uno speciale “simulatore di reattore”: un impianto che permette agli ingegneri di simulare il trasferimento di calore da un rettore nucleare ad un convertitore (in questo caso, il motore Stirling), senza in realta’ impiegare materiale fissile. Il mezzo per trasferire il calore prodotto e’ una mistura di sodio e potassio.
Nella sua versione piu’ basilare, un motore Stirling e’ un dispositivo che converte il calore in movimento tramite l’alternanza di compressione ed espansione di una quantita’ fissa di aria o altro gas (il fluido di lavoro), a differenti temperature. Caratteristica fondamentale e’ la presenza di uno scambiatore di calore rigenerativo, ovvero un apparato in grado di immagazzinare temporaneamente il calore del fluido di lavoro mentre esso passa dalla zona “calda” a quella “fredda” e viceversa.
Esso consente di migliorare notevolmente l’efficienza termica complessiva del sistema, recuperando energia temrica che andrebbe altrimenti dispersa, e portarla quasi al limite di Carnot; secondariamente, esso permette di aumentare la potenza specifica generata.
Le celle solari sono sempre buone, ma considerando che l’Eternal Light è più un sogno che altro, ci vuole qualcosa di alternativo per i giorni di buio…
Cmq gli americani sono sempre un passo avanti a tutti. Qui si parla ancora di come farli questi reattori, e loro sono già lì a testarli…
Probabilmente si, ma non da subito, è presumibile che nelle prime fasi, quando l’energia richiesta non sarà molta si utilizzerà un sistema di pannelli solari.
Grazie Albyz, ne avevamo già parlato in effetti!
Volevo capire bene se questo “reattore nucleare” fosse l’unica fonte…
A mio parere va bene per avere una fonte certa di energia, una sorta di scorta di sicurezza, ma per un avamposto stabile svilupperei soluzioni che per quanto possibile non debbano dipendere da approvigionamenti terrestri.
Ovviamente credo che questo reattore non abbia bisogno di molto carburante da terra, ma un minimo si…
Non dimentichiamo che il test e’ effettuato anche in un’ottica “marziana” (a parte arrivarci, ma tant’e’… )
Con la costante solare che su Marte e’ circa la meta’ che sulla Terra o sulla Luna (e non dimentichiamoci le tempeste di sabbia! ), il fotovoltaico puo’ forse bastare per un roverino, ma tirar fuori 40 Kw con i rendimenti attuali sotto il 15% e’ piu’ complesso e dispendioso in senso generale.
Il motore Stirling e’ alla base di un progetto americano per “decentralizzare” a livello domestico la produzione di energia elettrica e la gestione del riscaldamento/condizionamento.
Ovviamente l’accoppiata con il reattore nucleare e’ rinviata sino all’introduzione sul mercato del “Mr. Fusion”…
Salve a tutti. Quando si parla di reattori nucleari o cose del genere, si considerano temperature estremamente alte, quindi anche se il sistema e’ studiato proprio per usare tale calore, e’ stato considerato il modo di dissipare quello . . . rimanente. Quindi mi chiedevo se la dissipazione del calore, in ambiente Marziano o Lunare e’ uguale o minore di quella Terrestre.
Nello spazio e sulla Luna è sicuramente minore: qui sulla Terra l’atmosfera e la gravità giocano un ruolo fondamentale nella dissipazione consentendo la convezione; questo fenomeno ci consente di usare radiatori o scambiatori relativamente piccoli con una grande superficie di contatto. La convezione può anche essere aiutata attivamente con l’uso di ventole, oppure in ambito industriale con torri di raffreddamento che dissipano grandi quantità di calore da un mezzo refrigerante (nel 99% dei casi acqua) che viene poi pompata nei circuiti di termostatazione.
In ambiente orbitale o lunare tutto questo viene a mancare, quindi l’unico mezzo disponibile per la dissipazione all’esterno è l’irraggiamento. Il processo è molto più lento ed è meno efficiente della convezione, quindi richiede apparecchiature più grandi; è per questo motivo che sulla ISS vediamo quei grandi pannelli argentati e orientabili fra i pannelli solari e i moduli pressurizzati.
In ambiente marziano non so quanto sia efficiente la dissipazione, ma la bassa pressione atmosferica mi suggerisce comunque che la convezione sia meno efficiente di quella qui sulla Terra.
Enormemente meno efficiente. Su Marte la pressione è dell’ordine di 10^-3 atmosfere…
Per tornare al discorso dei radiatori, nello spazio, dove non c’è un’atmosfera a cui si puo’ dare il proprio calore, alla fine si deve sempre irradiare il tutto con dei radiatori. E allora l’efficienza di un generatore diventa fondamentale, perchè tutto ciò che non diventa energia elettrica diventa calore, e tutto ciò che è calore è massa di radiatori da allegare al sistema…
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), il fotovoltaico puo’ forse bastare per un roverino, ma tirar fuori 40 Kw con i rendimenti attuali sotto il 15% e’ piu’ complesso e dispendioso in senso generale.
