Pascal Gunsch

Had kernenergie de Rosetta missie kunnen redden?

De Rosetta missie van de ESA zou een groot succes worden. Voor het eerst zou er een lander op een komeet komen! Al snel bleek echter dat er iets mis is met de energievoorziening van de lander, waardoor die voorlopig niet werkt. Dit probleem had opgelost kunnen worden als de lander uitgerust was met een alternatieve energievoorziening: een kernreactor. Dit idee bestaat voorlopig alleen in theorie, maar heeft grote voordelen tegenover de huidige alternatieven. Het is vooral goedkoper en duurzamer. Er zijn natuurlijk ook de nadelen van kernenergie. De toekomst zal leren of het idee werkelijkheid wordt.

rosetta

Een paar maanden geleden is het de ESA met de zogenaamde Rosetta missie voor het eerst gelukt om op een komeet te landen. Dit succes werd echter al snel overschaduwd ― letterlijk. De Philae lander, zoals de miljoenen kostende ruimtesonde heet, was namelijk verkeerd op de komeet terecht gekomen waardoor hij in de schaduw stond. Als gevolg hiervan is er minstens tot de lente van 2015 niet genoeg zonlicht voor de zonnepanelen om voldoende energie te leveren om de apparatuur te laten werken.

Het gebruik van een andere energiebron, die niet afhankelijk is van zonlicht, had dit probleem kunnen voorkomen. Een voorbeeld van zo’n energiebron is de radio-isotope thermo-elektrische generator. In zo’n generator verandert een bepaalde radioactieve stof, in dit geval plutonium, in een andere stof. Hierbij komt warmte vrij, die wordt omgezet in elektriciteit. Dit principe wordt nu al gebruikt in de ruimtevaart. Een bekend voorbeeld is de Voyager 1. Deze is in 1977 gelanceerd en werkt nu, 37 jaar later, nog steeds. Op dit moment is de afstand tussen de aarde en de Voyager zo’n 19,5 miljard kilometer. Dat is 130 keer de afstand tussen de aarde en de zon.

Een andere mogelijkheid, die voorlopig alleen theoretisch bestaat, is het uitrusten van een ruimtesonde met een kernreactor. Het is bekend dat kernreactoren energie voor een lange tijd kunnen opwekken en dat zij zeer betrouwbaar zijn. Daarbij kunnen kernreactoren veel energie opwekken met relatief weinig massa. Dit is vooral prettig in de ruimtevaart. Eén kilo de ruimte insturen is namelijk even duur als het kopen van een kilo goud.

Toch mag de reactor niet te weinig massa hebben. Er is altijd een kritische massa splijtstof nodig is om de kernreactie te laten verlopen, dus deze massa is ook aanwezig als de missie bijna voltooid is. De kritische massa bij plutonium is 10 kilogram, dit gewicht kan niet voor andere dingen gebruikt worden. Een andere uitdaging is de hoeveelheid energie die vrijkomt: de kernreactor levert veel meer energie dan nodig is.

Beide problemen kunnen worden opgelost door de keuze van het voortstuwingsmechanisme. Omdat de kernreactor veel energie produceert, kan een motor gekozen worden die veel energie verbruikt. Het voordeel hiervan is dat er relatief weinig stuwmassa nodig is, waardoor er meer massa bespaard kan worden. Er is namelijk altijd een stuwmassa nodig om de sonde in zijn baan te houden.

De mogelijkheden zien er op papier goed uit, maar het kan nog jaren duren voordat kernreactoren in ruimtesondes gebruikt worden. Het probleem zit vooral in de veiligheid. De kans op een ongeluk is reëel en de gevolgen kunnen desastreus zijn. Dit komt natuurlijk door de straling die vrij kan komen. Ook kan de radioactieve stof in verkeerde handen komen en verwerkt worden tot kernwapens. Een ander probleem is de financiering. Het kost al gauw miljoenen om een geschikte kernreactor te ontwerpen. Door de kernrampen in de afgelopen decennia, zoals bijvoorbeeld de ramp in Fukushima (Japan) in 2011, is de maatschappelijke acceptatie van kernenergie kleiner geworden. Het aantal investeerders in dit soort projecten neemt dan ook af.

Tegen deze argumenten valt wel wat in te brengen. Ruimtesondes worden vaak met een raket de ruimte in gebracht, wat betekent dat de kernreactor pas in de ruimte aangezet hoeft te worden. Daarbij is het gebruik van een kernreactor erg aantrekkelijk vanwege de langere levensduur en constante energievoorziening van de ruimtesonde. Het lijkt er dus op dat er toekomst voor de nucleaire sonde is, en hopelijk ook voor de Philae, als het weer lente wordt.

Het origineel is te vinden op http://blokvijf.nl/2015/artikel/had-kernenergie-de-rosetta-missie-kunnen-redden.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s