September 19, 2021

Omicron Indonesia

Aktual dan Terpercaya

NASA GIRING REAKTOR NUKLIR KE BULAN DAN MARS

Foto : Archdaily

NASA GIRING REAKTOR NUKLIR KE BULAN DAN MARS

Bandung, Omicron Indonesia – Tahun 2024 mendatang, Badan Penerbangan dan Antariksa NASA kembali akan mengirimkan misi manusia ke bulan demi menjalankan sebuah proyek bernama “Artemis”. Dana sekitar 6 miliar $ US, dari anggaran fiskal NASA tahun 2020 digulirkan untuk program eksplorasi ruang angkasa termasuk roket Space Launch System, pesawat ruang angkasa “Orion”, sistem eksplorasi tanah, serta penelitian dan pengembangan. reaktor nuklir

Astronot menjalankan misinya di ruang angkasa untuk waktu yang lama dan mengharuskan mereka berhadapan dengan kehidupan serba gelap akibat malam yang panjang di bulan. Saat berada di kutub selatan bulan, mereka menjadikan kawah teduh bulan (belum tersentuh oleh sinar matahari tunggal selama miliaran tahun) sebagai habitat.

Sebagai penunjang hidup para astronot, misi luar angkasa sebelumnya memanfaatkan tenaga surya sebagai sumber listrik yang terbarukan. Namun, habitat di bulan atau permukaan Mars yang berangin dan berdebu tidak mampu mensuplai cukup cahaya. Adapun baterai dan sel bahan bakar adalah ide buruk karena lifetime yang terbatas, kata Michelle A. Rucker, seorang insinyur di Lyndon B. Johnson Space Center NASA. Dengan rencana misi di tahun 2024 ini, para peneliti giat mencari ide sumber listrik untuk menunjang pemukiman yang dibutuhkan astronot yang tinggal di permukaan bulan atau Mars.

Dilansir dari majalah berita mingguan American Chemical Society, reaktor fisi nuklir menduduki  kandidat teratas sebagai sumber energi listrik di ruang angkasa. Energi ini dijadikan opsi karena tidak memiliki kebergantungan terhadap cahaya. Dengan kabel sekitar 1 km yang menghubungkan pembangkit ini ke pemukiman para astronot, memungkinkan  adanya pasokan listrik yang tidak terputus untuk mengisi ulang kelana, menjalankan instrumen ilmiah, menghidupkan sistem udara dan pemanas yang memungkinkan mereka tetap hidup.

Dengan rencana ini, NASA juga memiliki tujuan untuk mencari tahu mengenai sistem pembangkit yang baik untuk mendukung pemukiman ruang angkasa seterusnya.  Namun, bagaimana bisa sistem reaktor nuklir ini dibawa ke bulan atau Mars?

PENGEMBANGAN REAKTOR NUKLIR RUANG ANGKASA

Perangkat nuklir telah lama dimanfaatkan untuk berbagai keperluan ruang angkasa. Seperti generator termoelektrik radioisotop (RTGs) dengan daya ratusan watt yang dihasilkan melalui peluruhan plutonium-238 digunakan untuk menggerakkan pesawat ruang angkasa Voyager dan Cassini. Sedangkan di tahun 1965, AS meluncurkan satelit bertenaga nuklir kecil bernama SNAP-10A, dan Uni Soviet meluncurkan 31 satelit bertenaga fisi nuklir selama 2 dekade berikutnya.

Proses pengembangan reaktor fisi nuklir ruang angkasa untuk menyaingi RTGs sebetulnya sudah dilakukan sejak dahulu, namun terhenti karena masalah desain yang rumit dan anggaran membengkak. Hal tersebut disebabkan karena permintaan perangkat ini dengan kinerja canggih namun dalam waktu yang sempit, Ujar David Poston, seorang insinyur nuklir di Los Alamos National Laboratory.

Pada akhirnya, awal tahun 2010-an, para peneliti di Los Alamos, NASA Glenn Research Center,  dan US Department of Energy (DoE)  mulai menggarap proyek yang disebut “Kilopower”, dan sekarang dinamai Nuclear Fission Power Project. Tujuan proyek tersebut adalah untuk mengembangkan sistem tenaga fisi nuklir baru untuk ruang angkasa yang akan mampu menghasilkan 10 kW energi listrik.

Baca Juga : Teknologi Selesaikan Permasalahan Pangan Dunia!

BAGAIMANA REAKTOR NUKLIR BEKERJA?

Di bumi, teknologi nuklir yang digunakan oleh pembangkit listrik adalah fisi nuklir, yang membelah atom uranium-235 melalui penembakan dengan neutron untuk menghasilkan panas yang dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Para ilmuwan memperkirakan bahwa fisi nuklir memiliki potensi untuk menyediakan sumber daya yang berkelanjutan dan andal untuk pemukiman yang dirancang untuk bertahan selama beberapa tahun.

 

Reaktor Nuklir

Credit: NASA | Rancangan reaktor nuklir ruang angkasa dengan konsep “simplycity”

Sedangkan, pada reaktor ruang angkasa ini, bahan nuklir dikelilingi oleh reflektor berilium oksida yang memantulkan neutron ke dalam inti sehingga mengakibatkan reaksi fisi. Batang boron karbida murni yang berada di dalam inti akan menyerap neutron untuk menghentikan  reaksi fisi. Saat batang boron karbida perlahan-lahan dinaikkan, neutron mulai bereaksi dengan atom uranium bahkan sampai membelah intinya, sehingga dihasilkan lebih banyak neutron dan melepaskan energi sebagai panas, yang kemudian dikonversi menjadi listrik oleh mesin sederhana yang digerakkan oleh piston.

DESAIN PROYEK KILOPOWER

Dipublikasikan oleh SCITECHDAILY, Reaktor nuklir ini menerapkan konsep “simplicity” sehingga mempertahankan desain mekanik yang sederhana.  Inti nuklir dengan berat 28 kg  mengandung 8% molibdenum dan 92% uranium yang telah melalui proses pengayaan tinggi.

Nuklir

Credit: NASA | Mesin Stirling mengubah panas menjadi listrik pada prototype reaktor nuklir ruang angkasa.

Prototype perangkat ini diuji pada 2018, menghasilkan hingga 5 kilowatt listrik. Para peneliti berharap untuk mengoptimalkan teknologi agar tercapai output hingga 10 kilowatt. Mereka juga mengatakan bahwa mengangkut uranium ke ruang angkasa dapat dilakukan dengan aman, karena partikel alpha dipancarkan oleh inti yang lemah (tidak bisa menembus selembar kertas atau kulit) dan dapat sepenuhnya dilindungi oleh shielding yang tepat.

Poston mengatakan bahwa masih banyak yang harus dilakukan  oleh perangkat ini. Selain lulus lebih banyak uji keselamatan dan keandalan yang belum diputuskan, reaktor harus memenuhi syarat penerbangan, yang berarti harus selamat dari gaya gravitasi yang dialami saat peluncuran dan suhu ekstrem seperti di bulan.

 

Editor : Tegar Tri Sawali