달기지에 사용될 원자력 > 달

미 항공우주국(NASA)은 달기지의 에너지원으로 원자력 사용을 적극적으로 검토하고 있으며, 시험단계로 첫 번째 검증 시스템을 만드는 계약도 체결했다.

NASA는 달에 사람을 다시 보내는 목표를 국제적인 공조 하에 추진하고 있으며, 2020년까지 영구 달기지를 설치할 계획으로 있다. 하지만, 달에서의 활동을 위한 에너지 공급이 가장 어려운 문제로 대두되고 있다. 그동안은 태양 에너지가 분명한 해결책으로 간주되었다. 하지만, 달의 일부 지역에는 334시간이나 밤이 지속되는 지역이 있으며, 달 남극에는 해가 전혀 비치지 않는다. 하지만, 핵분열 발전 시스템은 태양에 의존하지 않고 달이나 화성과 같이 가혹한 환경에서 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

이러한 시스템은 원자로에서 발생하는 우라늄 핵분열이 생성하는 열을 전기로 바꾸는 것으로, 열원(우라늄), 동력 변환, 열방출, 동력 조절과 배분 등 4개 주요 시스템으로 구성된다. 이것은 지구의 원자력발전소와 유사한 단계로 이루어지지만, 우주의 원자력발전소는 지구의 것과는 매우 다르다. 먼저 약 40kW에 달하는 매우 적은 전기를 생산하다. 지구의 초소형 원자력발전소도 수백MW의 전기를 생산한다. 달에 설치될 원자로는 달 지하에 매설되고, 남는 열은 우주로 방사시키기 때문에 냉각탑이 불필요하다.

오하이오 클리브랜드(Cleveland)에 있는 NASA의 글렌 센터(Glenn Center)는 두 가지 상이한 신형 동력 전환 시스템을 설계하고 분석하는 계약을 체결했다. 달표면 원자력 프로젝트(Fission Surface Power Project) 관리자인 돈 팰락(Don Palac)은 실증 단계에서 주요한 요소는 달과 화성에서 사용될 즉시성과 경제성을 보유한 원자력을 입증하는 것이라고 말했다.

"우리의 목표는 달표면 원자력 시스템을 구성하는 모든 요소와 비원자력 요소를 통합하여 우주와 유사한 시설을 지구에서 실증하는 시스템을 건설하는 것"이라고 글렌 센터에서 시험을 맡고 있는 리 메이슨(Lee Mason)이 말했다. 프로젝트 팀은 달표면에 사용될 전력 시스템 형태가 결정되는 향후 10년 이내에 기술의 적용 가능성이 증명되기를 바라고 있다.

현재 검토되고 있는 두 가지 개념 설계는 모두 12kW의 전기를 생산하게 된다. 오하이오에 소재한 썬파워(Sunpower Inc)사는 교류발전기에 연결된 피스톤 엔진 2기를 사용하는 반면, 콜로라도에 소재한 바버 니콜라스(Barber Nichols Inc)사는 밀폐형 브레이톤(Brayton) 사이클을 채용하여, 고속 터빈과 컴프레서에 연결된 회전 교류발전기를 사용한다. 수년에 걸친 설계와 분석 단계를 거친 두 업체 중 한 곳이 비원자력 실증시스템과 통합되어 동력 변환 시험 시스템을 건설하고 시험하게 된다. 비원자력 부분은 핵분열이 아닌 액체금속 냉각재를 열원으로 사용하며 2012~2013년 사이에 시험 가동을 준비하고 있다.