Atomkraft til himmels

Framtidas marsboere kan pakke en reaktor i reisekofferten. Små atomkraftverk skal gi pålitelig og trygg energi til kolonistene på den røde planet, håper NASA.

Publisert
Atomkraftverk til bruk på Mars (Foto: (Illustrasjon: NASA))
Atomkraftverk til bruk på Mars (Foto: (Illustrasjon: NASA))

Et lite atomkraftverk på størrelse med en stor reisekoffert kan være noe av det første som pakkes ut av lasterommet når Mars-kolonistene setter spaden i sanden for å bygge seg et bo.

Med et slikt kraftverk kan ekspedisjonen få nok energi til å overleve. Å satse på alternativ grønn energi er nemlig en risikosport på den røde planet.

Lite grønt på den røde

Solceller er en dårlig idé. Mars ligger halvannen gang lenger unna sola enn vår egen jord.

Og med støvstormer som formørker den allerede puslete sola og mattsliper solcellepanelene, blir det vanskelig for de nyinnflyttede marsboerne å få godlunken i panelovnene.

Vindmøller er heller ikke noen vinnner, med vinder som fisler ved en hundredel av atmosfæretrykket på jorda.

Og vannkraftutbyggerne har trolig kommet noen milliarder år for seint i planetens stadig tørrere historie til å få fart på turbinene.

(Foto: ESA)
(Foto: ESA)

Pålitelig og trygg

Men det lille atomkraftverket Fission Surface Power (FSP) kan gjøre susen. Den amerikanske romfartsorganisasjonen NASA planlegger å ha en prototyp klar til neste år, i samarbeid med det amerikanske energidepartementet (DOE).

Det ferdige atomkraftverket vil utvikle bare omkring 40 kilowatt, og blir langt fra noe nedskalert Tsjernobyl, for ikke å si Fukushima.

Reaktoren vil arbeide ved adskillig lavere temperaturer, og vil også ta i bruk den sikkerheten som finnes i de nyeste atomkraftverkene på jorda.

Det vil si at reaktoren ikke kan løpe løpsk. Hvis temperaturen blir for høy, er reaktoren bygget slik at den demper seg selv.

Atomkraftverket kan graves ned i bakken. Da vil den lille strålingen som unnslipper, ikke skade Mars-kolonistene. Spillvarme fra kraftverket kan også utnyttes til å gjøre det lunt inne i kolonistenes lille stålstue på den røde prærien.

Dampalderen møter atomalderen

Kjølevæsken er ikke vann, men en blanding av smeltet natrium og kalium. Varmen fra det smeltede metallet skal så overføres til heliumgass, som driver en variant av en Stirling-motor.

Stirlingmotorene i FSP vil ha to stempler. Det røde i midten er enheten der varmen fra det smeltet natrium og kalium overføres til heliumgass, som driver stemplene i Stirlingmotoren. (Foto: (Illustrasjon: NASA))
Stirlingmotorene i FSP vil ha to stempler. Det røde i midten er enheten der varmen fra det smeltet natrium og kalium overføres til heliumgass, som driver stemplene i Stirlingmotoren. (Foto: (Illustrasjon: NASA))

Stirlingmotorene ble oppfunnet av briten Robert Stirling i 1816, som et alternativ til den vanlige dampmaskinen. Den er dampalderen som møter atomalderen.

Stirlingmotoren gir mindre rå kraft enn en dampmaskin, men utnytter varmeenergien bedre, går jevnere og kan utnytte alle slags varmekilder. Nettopp noe for marsboernes atomkoffert FSP.

Best i kulda

Og framtidas månemenn og månekvinner kan også få hjelp av FSP. Månenatten er lang og kald; 14 jorddøgn med termometeret skjelvende ned under minus 230 grader Celsius.

Trøsten er da at FSP vil virke ekstra godt i kulda, når temperaturforskjellen mellom den hete reaktoren og omgivelsene er størst. Det er slikt som Stirlingmotoren liker.

Drøm og mareritt

Drømmen om atomkraft i rommet har vinglet mellom mareritt og gylne visjoner i romfartshistoriens turbulente og korte historie.

På 1950-tallet var ordet atom synonymt med moderne. Alt fra atomdrevne hårtørrere til biler og romskip ble spådd en selvlysende framtid.

På 1950-tallet tok visjonære forskere drømmene helt ut i prosjekt Orion. De så for seg romskip på størrelse med hele byer, på vei mot fjerne solsystemer.

En mindre, 6000 tonns versjon av Orion-romskipet i bane rundt planeten Saturn, slik datakunstneren tenker seg det. Tre størrelser ble planlagt i den opprinnelige rapporten, fra ti tusen til åtte millioner tonn. Vi ser gløden fra en atombombeeksplosjon bak romskipet. (Illustrasjon: NASA)
En mindre, 6000 tonns versjon av Orion-romskipet i bane rundt planeten Saturn, slik datakunstneren tenker seg det. Tre størrelser ble planlagt i den opprinnelige rapporten, fra ti tusen til åtte millioner tonn. Vi ser gløden fra en atombombeeksplosjon bak romskipet. (Illustrasjon: NASA)

Atombomber i farta

I rumpa skulle romskipet få en dytt fra en jevn strøm av atombomber. Sprengsjokkene skulle jevnes ut med gigantiske støtdempere.

Prosjekt Orion var stort, men kortlivet. Prøvestansavtalene på begynnelsen av 1960-tallet sendte planene dypt ned i arkivskuffen.

Sammenbrudd for NERVA

NERVA-raketten overlevde litt lenger. Der var atombombene byttet ut med en reaktor som varmekilde. Varmekilden skulle hete opp drivgassene, så de freste ut av halen og skjøv romskipet fram, som en vanlig rakett.

På ett tidspunkt drømte NASA-planleggerne om en ombygd Saturn-månerakett der det øverste trinnet var en NERVA. Da kunne ferden gått helt til Mars allerede året etter at Star Wars for første gang fylte kinokassene med billettpenger, i 1978.

Men NERVA la seg pent oppå Orion i arkivskuffen i 1972. Nixon strupet romprogrammet, og den siste mann i månen vendte tilbake samme år, da Apollo-romskipene havnet på museum.

Prometheus I, som var planlagt sendt til Jupiters måner ved hjelp av en atomrakett. Planene ble skrinlagt i 2005. (Illustrasjon: NASA)
Prometheus I, som var planlagt sendt til Jupiters måner ved hjelp av en atomrakett. Planene ble skrinlagt i 2005. (Illustrasjon: NASA)

Et siste håp

Så, tretti år seinere, prøvde NASA seg på nytt. I 2003 lanserte de prosjekt Prometheus, for å sende et romskip med atommotor, denne gangen ubemannet, ut på oppdagerferd til Jupiters iskalde måner.

Men nok en gang virvlet støvet opp fra arkivskuffen idet Orion og NERVA fikk selskap av nykommeren Prometheus i 2005.

Så, året etter, fødes NASAs siste atomhåp. Mini-atomkraftverket Fission Surface Power (FSP) er romorganisasjonens forsøk på å hakke ut noe spiselig fra prosjekt Prometheus, og gi de energiske atomene en siste sjanse i rommet.

Romstrategi

Mye vil avhenge av om menneskene noensinne bosetter seg på fjerne kloder. Og et visst håp om at så skjer, kan vi få etter at lederne for ti av verdens største romorganisasjoner nylig møttes i Kyoto i Japan.

Deres framtidsstrategi er en visjon for utforsking av steder i solsystemet der mennesker en dag kan leve og arbeide.

Selv om strategien og arbeidsgruppen bak ikke har bindende mandat, er strategien konkretisert i to mål: besøk av mennesker på en asteroide, og på månen.

Og høyt på himmelen lyser Mars …

Referanse og lenker:

Fission Surface Power System Technology for NASA Exploration Missions (NASA, pdf), 2008 - en kort innføring

Fission Surface Power System Initial Concept Defi nition (NASA pdf), 2010 - en grundig dokumentasjon

Nyhetsmelding om global romstrategi (NASA)