Energia kosmiczna. Jak w przyszłości będzie wyglądać zasilanie poza Ziemią?

W dobie intensywnej eksploracji kosmosu, od misji na Marsa po plany kolonizacji Księżyca, kluczowym wyzwaniem pozostaje zapewnienie stabilnego źródła energii dla statków kosmicznych, satelitów i baz pozaziemskich. Tradycyjne panele słoneczne, choć sprawdzone, mają swoje ograniczenia, dlatego naukowcy i inżynierowie sięgają po nowe technologie – od radioizotopowych generatorów po miniaturowe reaktory jądrowe.

Panele słoneczne mogą nie wystarczyć

Od dziesięcioleci podstawowym źródłem energii dla satelitów krążących wokół Ziemi są panele fotowoltaiczne. Dzięki nim Międzynarodowa Stacja Kosmiczna czy satelity telekomunikacyjne mogą działać bez przerwy. Jednak im dalej od Słońca, tym mniej efektywne staje się to rozwiązanie.

Na Marsie, gdzie światło słoneczne jest znacznie słabsze niż na Ziemi, a dodatkowo burze pyłowe mogą pokrywać panele, łaziki muszą polegać na innych źródłach energii. Dlatego NASA, wysyłając łaziki Curiosity i Perseverance, wyposażyła je w radioizotopowe generatory termoelektryczne, które zapewniają stałą moc niezależnie od warunków pogodowych.

RTG to urządzenia, które wykorzystują ciepło generowane przez naturalny rozpad plutonu-238 do produkcji elektryczności. Ich największą zaletą jest niezawodność – mogą działać przez dziesięciolecia bez konieczności konserwacji. Dzięki temu sonda New Horizons mogła dotrzeć do Plutona, a następnie kontynuować podróż w Pasie Kuipera.

Czytaj dalej poniżej

A jeśli Wielki Wybuch nie był początkiem? Nowa teoria stawia wszystko na głowie Jakub Szczęsny

Afryka chce pozbyć się Starlinka z orbity. Poszło o częstotliwości Jakub Szczęsny

Jednak RTG mają też wady – ich sprawność jest stosunkowo niska, a dostępność plutonu-238 ograniczona. Dlatego naukowcy pracują nad bardziej efektywnymi alternatywami, takimi jak Advanced Stirling Radioisotope Generator (ASRG), który wykorzystuje silnik Stirlinga do zwiększenia wydajności konwersji energii.

Reaktory jądrowe przyszłością w kosmosie?

Gdy ludzkość planuje stałą obecność na Księżycu i Marsie, kluczowe staje się opracowanie wydajnych i skalowalnych źródeł energii. Tu z pomocą przychodzą miniaturowe reaktory jądrowe, takie jak Kilopower opracowany przez NASA. Ten kompaktowy reaktor może generować od 1 do 10 kilowatów mocy przez 10-15 lat, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla przyszłych baz kosmicznych.

Wielkie nadzieje wiąże się również z projektami firm takich jak Rolls-Royce, który we współpracy z UK Space Agency pracuje nad mikroreaktorem zdolnym do zasilania księżycowych kolonii już w latach 30. XXI wieku. Jak mówi Jake Thompson, dyrektor ds. nowych technologii jądrowych w Rolls-Royce, „na ciemnej stronie Księżyca nie da się polegać na energii słonecznej, dlatego energia jądrowa stanie się niezbędna”.

Rosja i Chiny również inwestują w kosmiczną energetykę jądrową. W 2023 roku ogłoszono, że Roscosmos i Chińska Narodowa Agencja Kosmiczna (CNSA) do 2035 roku zbudują wspólny reaktor jądrowy na Księżycu. To pokazuje, że rywalizacja o dominację w kosmosie wkracza w nową fazę – nie tylko o terytoria, ale także o technologie zapewniające energię dla przyszłych misji.

Oprócz zasilania baz, reaktory jądrowe mogą zrewolucjonizować podróże międzyplanetarne. Technologie takie jak Nuclear Thermal Propulsion (NTP) i Nuclear Electric Propulsion (NEP) pozwolą skrócić czas lotu na Marsa nawet o 25%, co jest kluczowe dla misji załogowych.

W nadchodzących dekadach rozwój mikroreaktorów takich jak te projektowane przez Rolls-Royce’a czy NASA może stać się kamieniem milowym w eksploracji kosmosu. Gdy ludzkość szykuje się do stałej obecności na Księżycu i Marsie, energia jądrowa może okazać się kluczem do sukcesu.