Innovatief en alledaags

Nucleair aangedreven Perseverance geland op Mars

NASA's Perseverance rover is met succes geland op Mars, 203 dagen na de lancering vanaf Cape Canaveral in Florida. De rover, die wordt aangedreven door een Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG), ontwikkeld en van brandstof voorzien in samenwerking met het US Department of Energy (DOE), zal de Jezero krater verkennen en monsters verzamelen die uiteindelijk naar de aarde zullen worden teruggebracht. 

De succesvolle landing werd aangekondigd in de controlekamer van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië om 15.55 uur EST. De rover - door NASA beschreven als een "robotgeoloog en astrobioloog" - zal een aantal weken testen voordat hij begint aan zijn twee jaar durende wetenschappelijke onderzoek van de krater, waar hij het gesteente en de sedimenten van een oud meer en rivierdelta zal onderzoeken om de geologie van de regio en het vroegere klimaat te karakteriseren. De Mars Sample Return-campagne, die door de NASA en de ESA (de Europese ruimtevaartorganisatie) wordt gepland, heeft tot doel de door de Perseverance verzamelde monsters terug te brengen naar de aarde, waar ze zullen worden bestudeerd op definitieve tekenen van vroeger leven.

Tekstboeken herschrijven

"Deze landing is een van die scharniermomenten voor de NASA, de Verenigde Staten en de ruimteverkenning wereldwijd - wanneer we weten dat we op het punt staan om ontdekkingen te doen en onze potloden te slijpen, om zo te zeggen, om de tekstboeken te herschrijven," zei waarnemend NASA Administrator Steve Jurczyk. De Mars 2020 Perseverance missie "verpersoonlijkt het menselijk ideaal van doorzetten naar de toekomst en zal ons helpen ons voor te bereiden op de menselijke verkenning van de Rode Planeet," voegde hij eraan toe.

"Perseverance is de eerste stap in het terugbrengen van gesteente en regolith van Mars. We weten niet wat deze ongerepte monsters van Mars ons zullen vertellen. Maar wat ze ons kunnen vertellen is monumentaal - inclusief dat er misschien ooit leven buiten de Aarde heeft bestaan," zei Thomas Zurbuchen, associate administrator voor wetenschap bij NASA.

"Het is zo opwindend om Perseverance, aangedreven door een radio-isotopen thermo-elektrische generator, vandaag met succes op Mars te zien landen! Dit is nog maar één voorbeeld van de vele manieren waarop nucleaire wetenschap en technologie bijdragen tot de vooruitgang van de mensheid," zei Sama Bilbao y Léon, directeur-generaal van de World Nuclear Association.

Uitbreiding van de Pu-238 capaciteit

De MMRTG die Persevance van elektriciteit en warmte voorziet, werd aan de NASA geleverd via een lopend partnerschap met het DOE om energiesystemen voor civiele ruimtetoepassingen te ontwikkelen. Het radio-isotopen-energiesysteem werd ontwikkeld in het Idaho National Laboratory (INL) en zet warmte van het verval van plutonium-238 (Pu-238) splijtstof - geleverd door het Oak Ridge National Laboratory - om in elektrische energie. Het heeft een operationele levensduur van 14 jaar.

Pu-238 wordt gemaakt door neptunium-237, teruggewonnen uit splijtstof van onderzoeksreactoren of speciale doelen, in onderzoeksreactoren te bestralen, maar de VS verloren eind jaren tachtig hun binnenlandse capaciteit om het materiaal te produceren na de sluiting van de reactoren in Savannah River. De DOE, met NASA, heeft in 2015 de productie ORNL's High Flux Isotope Reactor (HFIR) opnieuw opgestart, die nu 1 kg van het warmtebronmateriaal heeft geproduceerd.

Het DOE zei deze week dat het werkt aan het opschalen van zijn productie van Pu-238 ter ondersteuning van NASA's doel om tegen 2026 1,5 kilogram per jaar te produceren van het materiaal. Een tweede assemblage van zeven targets van neptuniumoxide en een aluminiummetaalpoeder is nu geladen in INL's Advanced Test Reactor (ATR), waar het gedurende 55 tot 58 dagen zal worden bestraald, aldus de DOE. De bestraalde targets zullen vervolgens naar ORNL worden gestuurd om het plutonium te extraheren en de kwaliteit en kwantiteit van het geproduceerde hittebronmateriaal te bevestigen. INL verwacht dat de eerste twee campagnes ongeveer 30 gram Pu-238 hittebronmateriaal zullen opleveren. Zeven doelen werden aanvankelijk in juli 2019 in ATR geladen.

"Terwijl de Verenigde Staten genoeg brandstof hebben om ruimtemissies tot en met het volgende decennium te ondersteunen, zorgt dit voortgezette partnerschap tussen de DOE en NASA ervoor dat er een ruime voorraad binnenlands plutonium zal zijn om toekomstige missies te ondersteunen," aldus de DOE. 

Volgende stappen

Eerder deze week kondigde INL management en uitvoerend contractant Battelle Energy Alliance LLC aan dat het samenwerkt met NASA en DOE om de industrie te betrekken bij het ontwerp van een nieuw energiesysteem dat naar eigen zeggen de "volgende stap" zal zijn voor ruimte-exploratie.

Het Dynamic Radioisotope Power System (RPS) zal Pu-238 als warmtebron gebruiken en zal worden ontworpen voor een potentiële maanmissie tegen het eind van de jaren 2020. Het technologiedemonstratieproject beoogt de ontwikkeling en demonstratie van de prestaties van een systeem dat drie keer efficiënter is dan de huidige RPS-technologie. Dynamische energieomzetting is efficiënter dan thermo-elektrische omzetting die in de huidige systemen wordt gebruikt, zoals die in de Perseverance rover, aldus INL. Hierdoor kan een Dynamic RPS dezelfde hoeveelheid elektrisch vermogen produceren met minder plutonium-238, en het vermogen van radio-isotopen uitbreiden tot grotere systemen.

In de komende zeven jaar zal het project aanvullende fasen doorlopen om een dynamisch RPS te fabriceren en te kwalificeren voor toekomstige wetenschappelijke verkenningsmissies, waaronder kleine maanexperimenten, zwervers of kleine ruimtevaartuigen, aldus INL.

Gerelateerd nieuws

Steriele Insecten Techniek met nucleaire technieken
Bron: IAEA19 februari 2021
De gevlekte vleugelmug (SWD), Drosophila suzukii, vliegt tussen de rijen gewassen in een kas tast de verse producten aan en richt zo onherstelbare schade aan. In tegenstelling tot andere Drosophilidae die gedijen op geoogst en rottend fruit, heeft deze vlieg een voorliefde voor klein fruit - bosbess
US: Onderzoek naar leveringszekerheid stroom onder wintercondities
Bron: World Nuclear News18 februari 2021
South Texas Nuclear Generating Station (Photo credit: US Nuclear Regulatory Commission)
Zorgen over veiligheid van Zuid-Afrikaanse Koeberg weerlegd
Bron: World Nuclear News16 februari 2021
Zorgen over veiligheid van het betonnen omhulsel van de Zuid-Afrikaanse centrale Koeberg zijn weerlegd. Het nutsbedrijf Eskom en de nationale regelgevende instantie voor kernenergie hebben berichten in de media tegengesproken als zouden de gebouwen van gewapend beton in de kerncentrale van Koeberg e

Gerelateerd nieuws

De gevlekte vleugelmug (SWD), Drosophila suzukii, vliegt tussen de rijen gewassen in een kas tast de verse producten aan en richt zo onherstelbare schade aan. In tegenstelling tot andere Drosophilidae die gedijen op geoogst en rottend fruit, heeft deze vlieg een voorliefde voor klein fruit - bosbess
South Texas Nuclear Generating Station (Photo credit: US Nuclear Regulatory Commission)
Zorgen over veiligheid van het betonnen omhulsel van de Zuid-Afrikaanse centrale Koeberg zijn weerlegd. Het nutsbedrijf Eskom en de nationale regelgevende instantie voor kernenergie hebben berichten in de media tegengesproken als zouden de gebouwen van gewapend beton in de kerncentrale van Koeberg e
Nieuwsoverzicht