با نگاهی به آینده‌ی اکتشافات فضایی، روشن است که ناسا و دیگر سازمان‌های فضایی، به‌جز توسعه و ساخت نسل جدیدی از وسایل نقلیه‌ی فضایی باید به دنبال روش‌های جدیدی برای تولید انرژی باشند.پروژه کیلوپاور (Kilopower)، یک مینی‌راکتور سبک‌وزن شکافت هسته‌ای است که می‌تواند برای تأمین انرژی مأموریت‌های رباتیک، پایگاه‌ها و مأموریت‌های اکتشافی مورد استفاده قرار گیرد. ناسا با همکاری سازمان ملی امنیت هسته‌ای (NNSA)، به‌تازگی آزمایش‌های موفقیت‌آمیز این مینی راکتور را پشت سر گذاشته‌ است.

جانت کاوندی، مدیر مرکز پژوهشی گلن در کنفرانس خبری ناسا، می‌گوید:

ما باید بتوانیم منابع مورد نیاز خود برای اقامت و استقرار در فضا را تأمین کنیم. با اکتشاف بیشتر در منظومه شمسی، زمانی فرا می‌رسد که حمل تمام منابع و تجهیزات مورد نیاز یا تلاش برای تأمین مجدد آن‌ها، خطرناک می‌شود. در این مرحله، کاوشگرهای ما باید بتوانند منابع مورد نیاز مانند آب، اکسیژن و سوخت را خود تولید کنند.

دیوید پوستون، مدیر طراحی راکتورهای ناسا از آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، می‌گوید این راکتور تاکنون تنها ۲۰ میلیون دلار هزینه داشته است. کاوندي توضیح می‌دهد که پروژه کیلوپاور، بخشی از برنامه‌های بزرگ‌تر آژانس فضایی است که عبارتند از کپسول فضایی به نام اوریون و موشک بزرگی به نام سیستم پرتاب فضایی (SLS) و همچنین دروازه اعماق فضا (Deep Space Gateway) که می‌تواند به‌عنوان پایگاهی برای انجام مأموریت‌های بیشتر به اعماق فضا مورد استفاده قرار گیرد.

بنا بر اعلام ناسا، راکتور هسته‌ای کیلوپاور قادر به تولید ۱۰ کیلووات برق است؛ نیرویی که می‌توان با آن برق چند پایگاه فضایی در ماه یا مریخ را به مدت ۱۰ سال تأمین کرد.

جیمز روتر مدیر اجرایی اداره‌ی توسعه فناوری مأموریت‌های فضایی ناسا (STMD)، می‌گوید:

ایمنی، کارآمدی و انرژی بالا، کلید انجام اکتشافات رباتیک و انسانی آینده خواهند بود. امیدوارم که پروژه‌ی کیلوپاور بتواند با پیشرفت، به بخش مهمی از سازه‌های ماه و مریخ تبدیل شود.

طرح اولیه‌ی مینی‌راکتور کیلو پاور، از یک هسته‌ی راکتور اورانیوم ۲۳۵ جامد و لوله‌های انتقال حرارت سدیمی برای انتقال حرارت راکتور به موتورهای استریلینگ بهره می‌برد که گرما را به برق تبدیل می‌کنند. مینی‌راکتور کیلوپاور، برای تولید برق در مکان‌هایی مانند ماه بسیار ایده‌آل خواهد بود. همانطور که می‌دانید، چرخش ماه به دور خود، حدود ۲۸ روز طول می‌کشد، به این معنی که هر شب ماه حدود ۳۵۴ ساعت و معادل ۱۴ روز زمینی است. از این جهت، نمی‌توان از پنل‌های خورشیدی برای تولید برق در ماه استفاده کرد.

رندر هنری از یک پایگاه فضایی در ماه توسط سازمان فضایی شوروی در دهه‌ی ۱۹۶۰

علاوه بر این، استفاده از چنین راکتورهایی می‌تواند ساخت پایگاه‌هایی در نواحی قطبی یا گودال‌های ماه را امکان‌پذیر کند. در مریخ، نور خورشید بیش‌تر است؛ اما به چرخه‌ی روزانه و وضعیت هوا (طوفان‌های گرد و غبار) سیاره‌ی سرخ هم بستگی دارد. بنابراین فناوری شکافت هسته‌ای می‌تواند منبع دائمی انرژی را فراهم و نیاز به منابع ناپایداری مانند انرژی خورشیدی را بر طرف کند.

مارک گیبسون، مهندس ارشد پروژه‌ی کیلوپاور در مرکز پژوهشی گلن، می‌گوید:

کیلوپاور به ما توانایی انجام مأموریت‌های بسیار پر انرژی‌تر و اکتشاف گودال‌های ماه می‌دهد. زمانی که مأموریت‌های طولانی‌مدت در ماه و سیارات دیگر شروع شوند، نیاز به کلاس جدیدی از منابع انرژی داریم که قبلا به آن نیاز نداشته‌ایم.

آزمایش کیلوپاور بین نوامبر و مارس سال گذشته در نوادا انجام شد. هدف این آزمایش، علاوه بر اثبات اینکه راکتور قادر به تولید برق از طریق شکافت هسته‌ای است، نشان دادن ایمنی و ثبات کیلوپاور در هر محیطی بود. به همین دلیل، تیم پروژه کیلوپاور، این آزمایش‌ها را در چهار مرحله انجام دادند.

دو مرحله‌ی نخست که بدون روشن کردن راکتور انجام گرفتند، تأیید کردند که تجهیزات و قطعات راکتور به‌درستی کار می‌کنند. برای مرحله‌ی سوم، راکتور روشن شد تا هسته‌ی آن به‌آهستگی گرم شود و وارد مرحله‌ی چهارم بشود که یک آزمایش ۲۸ ساعته‌‌ با روشن شدن راکتور با تمام قدرت بود. در این مرحله، تمام بخش‌های یک مأموریت شبیه‌سازی شدند تا تیم کیلوپاور اطمینان حاصل کنند که راکتور می‌تواند در تمام مراحل به‌درستی کار کند. گیبسون می‌گوید:

آزمایش‌هایی که انجام دادیم، ثابت کرد که راکتور همان‌طوری که طراحی کرده‌ایم کار می‌کند.

اگر همه چیز خوب پیش رود، مینی‌راکتور شکافت هسته‌ای ناسا، می‌تواند روزی در ساخت پایگاه‌های فضایی در ماه و مریخ مورد استفاده قرار گیرد. همچنین پروژه‌ی کیلوپاور می‌تواند برای مأموریت‌هایی که وابسته به منابع درونی سیاره برای تولید سوخت از منابع محلی آب یخ و ساخت مصالح ساختمانی هستند، نقشی حیاتی داشته باشد.

زمانی که مأموریت‌های رباتیک به پایگاه‌ ماه شروع شود و سپس فضانوردان سفرهای منظم خود را برای انجام پژوهش‌های علمی و آزمایش‌ها به ماه (مانند سفرهایی که امروزه به ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام می‌شوند) پیگیری کنند، مینی‌راکتور ناسا می‌تواند تمام نیازهای انرژی این مأموریت‌ها را تأمین کند. چند دهه‌ی بعد هم چنین اتفاقی می‌تواند برای مأموریت‌های مریخ و حتی نواحی دیگر منظومه‌ی شمسی رخ دهد. پروژه‌ی کیلوپاور در نهایت می‌تواند راه را برای ساخت موشک‌هایی که از پیشرانه‌ی حرارتی هسته‌ای یا هسته‌ای الکتریکی بهره می‌برند هموار کند و مأموریت‌های آینده به اعماق فضا را به مأموریت‌های سریع‌تر و ارزان‌تری تبدیل کند. تیم پروژه‌ی کیلوپاور طی ۱۸ ماه آینده، به بررسی روش‌هایی برای کاهش ریسک ادامه می‌دهند تا راکتور شکافت هسته‌ای را برای آزمایش‌های پرواز آماده کنند.