Ydinvoima avaruustekniikassa

Tämä ei varsinaisesti ole tämän blogin ominta aihetta, mutta pidän asiaa huomioimisen arvoisena, joten kommentoin paria uutista ja aihetta yleisesti.

JIMO500x303

Taitelijan näkemys fission voimalla kulkevasta Nasan Jupiter Icy Moons Orbiter -luotaimesta.

Ensimmäisessä Venäjä ilmoittaa kehittävänsä fissioon perustuvaa propulsiota avaruusalusten käyttöön.

Russia wants to builds atomic engine for exploring deep space

Käytännössä siis rakettimoottoria, jolla voidaan operoida pitkillä avaruuslennoilla. Kiertoradalle noustaisiin edelleen kemiallisilla rakettimoottoreilla, mutta pidemmillä planeettojen välisillä lennoilla kemialliset moottorit ovat auttamatta tehottomia vähänkin isompien hyötykuormien kuljettamiseen. Tarvittavat energiamäärät ovat yksinkertaisesti niin isoja. Ydinvoiman käyttö alusten voimanlähteenä on aivan välttämätöntä, mikäli mielimme jonain päivänä toden teolla matkata muille taivaankappaleille.

Tämä aihe ei ole uusi. Yhdysvalloissa vastaavaa kehitystyötä tehtiin 1950-1970 -luvulla, mutta haudattiin sittemmin. Tunnetuin hanke oli NERVA.

Ioni-moottorien käyttöönoton jälkeen kiinnostus ydinvoimaan heräsi uudelleen. Ioni-moottorin impulssi ajoainekiloa kohti on yli kymmenkertainen kemialliseen moottoriin verrattuna. Energialähteenä niissä on toistaiseksi käytetty aurinkopaneelien tuottamaa sähköä. Se rajoittaa käytettävissä olevaa sähkötehoa, kuten myös tehtävien etäisyyttä Auringosta, koska aurinkopaneeleista saatava teho vähenee nopeasti etäännyttäessä Auringosta. Projekti Prometheus käynnistettiin vuonna 2003, mutta lopetettiin jo 2005. Sen tarkoituksena oli kehittää fissiolla toimiva ionimoottori Jupiterin kuita tutkimaan lähetettävään luotaimeen Jupiter Icy Moons Orbiter. Nyt vastaavia hankkeita on siis meneillään Venäjällä, jonka ydinenergiaosaaminen on kiistatta vähintään yhtä vahvaa kuin Yhdysvalloilla.

Toinen uutinen koskee maata uhkaavien asteroidien torjuntaa.

Nuclear warheads could save Earth from asteroids

Niitä osuu Maahan ehkä kerran sadassatuhannessa tai miljoonassa vuodessa, ihmisen aikakäsityksen mukaan siis äärimmäisen harvoin, mutta tuhovaikutus voi olla täysimittaista ydinsotaakin suurempi. Wikipediassa tätä uhkaa on luonnehdittu näin:

100 metrin läpimittainen kappale aiheuttaa törmätessään merkittävää maanosan laajuista tuhoa ja 10 km:n läpimittainen kappale koko maapallon elämään kohdistuvan joukkosukupuuton. Suuria törmäyksiä sattuu vähintään 100 000 – 2 miljoonan vuoden välein ja jättiläismäisiä muutaman kymmenen miljoonan vuoden välein. Näin ollen maan radan lähelle tulevat asteroidit ovat merkittävä uhka.

Mahdollisuuksia näiden taivaankappaleiden torjumiseen on tutkittu pitkään, mutta vielä toistaiseksi meillä ei ole mitään mahdollisuutta vaikuttaa asiaan, vaikka havaitsisimme lähestyvän vaaran. Ydinräjähteet voivat olla yksi mahdollisuus näiden uhkien torjumiseksi. Venäjällä tehtävä tutkimus on osa EU:n rahoittamaa NEOShield-hanketta.

Nämä kaksi uutista osoittavat, että ydinteknologialla on tärkeää käyttöä muuallakin kuin perinteisissä maanpäällisissä kohteissa. Toistaiseksi ainoat kohteet, joissa sitä on Maan ulkopuolella käytetty, ovat useissa avaruusluotaimissa käytetyt RTG-ydinparistot sekä radioisotooppiin perustuvat lämmittimet. Apollo-13 hyötykuormassa ollut tutkimuslaitteisto sisälsi RTG-pariston. Se oli tarkoitus jättää Kuuhun, mutta koska tehtävä epäonnistui, makaa kyseinen plutoniumia sisältävä paristo nyt Tyynen Valtameren pohjassa.

Ydinparisto tuottaa muutaman kymmenen tai sadan watin tehoa jopa usean vuosikymmenen ajan, ollen siten ainoa käyttökelpoinen energianlähde Aurinkokunnan ulko-osien tukimusta varten. Se voi olla välttämätön jopa Kuussa, jossa kaksi viikkoa kestävä yö estää aurinkopaneelien keskeytyksettömän käytön. Neuvostoliitossa niitä käytettiin mm. majakoiden sähköistämiseen.

RTG-paristoon tarvittava Plutonium-isotooppi 238 oli Nasalta jo loppumassa, mutta sen tutoantoa ollaan vihdoin aloittamassa uudelleen.

Sekä USA että Neuvostoliitto ovat lennättäneet myös varsinaisia ydinreaktoreita omassa avaruusohjelmassaan. Osa niistä on käytön päättymisen jälkeen parkkeerattu niin korkealle kiertoradalle, että ne pysyvät siellä tuhansia vuosia, osa on syöksynyt hallitsemattomasti Maahan, yksi Kanadan maaperälle, loput tiettävästi mereen. Ympäristövaikutuksia näistä ei ole raportoitu. Radioaktiivisen materiaalin määrä niissä on kaikissa ollut suhteellisen vähäinen.

Fissioteknologialla on paljon annettavaa ihmiskunnalle. Sen avulla voidaan tuottaa energiaa Maassa pienimällä mahdollisella ekologisella jalanjäljellä. Sen avulla voidaan tutkia avaruutta, ja joskus tulevaisuudessa matkustaa sinne, perustaa siirtokuntia. Tätä teknistä kehitystä ei pidä vaikeuttaa. Kuka sanoikaan, että Maapallo on ihmiskunnan kehto, mutta ei kukaan pysy kehdossaan koko ikäänsä.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s