Il problema principale di una missione umana duratura su Marte o altri pianeti è quello della produzione di energia elettrica, essa rende possibile tutte le attività che dovrebbero essere condotte all'interno della colonia: dal farsi una doccia al produrre ossigeno e, naturalmente, per effettuare gli esperimenti. La NASA ha progettato la soluzione, si tratta di KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology), un reattore nucleare "portatile".
Il progetto
Kilopower è un reattore a fissione nucleare, alimentato da un cuore di uranio arricchito (uranio-235) delle dimensioni di un rotolo di carta igienica.
La scelta è ricaduta sull'uranio perché più facile da produrre rispetto al plutonio, comunemente usato nei moderni reattori che sfruttano la medesima tecnologia.
Il nucleo è circondato da barre di ossido di berillio che assicurano una riduzione considerevole delle radiazioni gamma prodotte dalla reazione nucleare, un'asta di carburo di boro è inserita al centro del blocco di uranio per regolare l'intensità della fissione. Il calore prodotto viene convogliato, tramite tubi riempiti di sodio liquido, ai motori Stirling ad alte prestazioni che lo convertono in energia elettrica.
Il problema principale di tale tecnologia è proprio il calore che produce per alimentare i generatori di corrente, tuttavia KRUSTY è stato progettato in modo tale che, se si trovasse in condizione di malfunzionamento, riuscirebbe a dissipare il calore senza intoppi.
Il tutto è rinchiuso in un involucro di circa due metri d'altezza, può produrre fino a 10 kilowatt di energia elettrica (notevole aumento rispetto al massimo di un kilowatt degli odierni concorrenti) e potrebbe alimentare una colonia per 4 o 5 anni in modo continuativo. Inoltre, il design con barra di controllo per la fissione permette di lanciare Kilopower nello spazio da spento, con la possibilità di attivarlo una volta arrivati a destinazione.
Il test
Un reattore di prova è già stato costruito ed è stato testato nel Nevada National Security Site tra novembre 2017 e marzo 2018. Il prototipo ha funzionato ininterrottamente per 28 ore a piena potenza, producendo 5500 kilowatt di energia elettrica. Non solo, sono stati testati anche i suoi sistemi di sicurezza simulando diverse situazioni critiche che possono verificarsi nelle condizioni estreme dello spazio, tra cui avarie delle pompe di calore e malfunzionamenti dei motori di Stirling e del sistema di controllo.
Tutti i test sono stati ampiamente superati risultando in un grande successo progettuale. Entro il 2020 la NASA ha in programma di effettuare un lancio del dispositivo nello spazio per dei test orbitali.
