¿La exploración lunar va a necesitar una gran cantidad de RTG? Si es así, ¿ya comenzaron a encender los reactores de fabricación de RTG?

No utilizaremos RTG

Un RTG de 100-500 vatios sería totalmente inadecuado para impulsar un vehículo lunar con personas en él.

Este documento describe el consumo de energía del Lunar Roving Vehicle utilizado por Apollo:

Evaluación de la eficiencia energética de los vehículos itinerantes lunares mediante simulación por computadora

Utilizó entre 10 y 12 kWh/100 km. Tenga en cuenta que se trataba de un vehículo de estructura abierta extremadamente ligero sin equipo científico ni de perforación. Una hora de carga de un RTG estilo Perseverance (100 W) le daría aproximadamente 1 km de conducción en el LRV. Un rover moderno con un compartimento humano presurizado y herramientas razonables de excavación/perforación/ciencia tendrá al menos un orden de magnitud más de poder hambriento. De hecho, Perseverance en sí puede usar hasta 900 W a la vez y su energía debe presupuestarse cuidadosamente.

Dado todo eso, la NASA tiene planes para plantas de energía de fisión para estas aplicaciones:

Sistema de fisión para impulsar la exploración en la superficie de la Luna y más allá

Estos pequeños reactores de fisión utilizan uranio y no tienen los problemas de suministro de plutonio. También producen al menos un kilovatio de energía y podrían ser esencialmente de cualquier tamaño mayor. El más pequeño de ellos actualmente pesa 5700 kg, lo cual es factible para un rover en$\frac{1}{6}$g, y sin duda se volverán más pequeños y livianos a medida que se desarrollen. Un vehículo como Lunar Starship podría entregar diez de ellos en un solo aterrizaje.

El futuro de la exploración y colonización lunar será una combinación de energía solar y de fisión.

La respuesta anterior es genial. Sin embargo, como se indica en los comentarios, hay una noche de 2 semanas en la luna. Sí, sí, aunque el día también es bastante largo, la noche es lo suficientemente larga como para interrumpir la exploración lunar, por lo que no es una opción viable.

Aquí están las siguientes razones adicionales de Forbe: la NASA está buscando algunas buenas armas nucleares :

El combustible químico y los paneles solares ya no serán suficientes para satisfacer las demandas de la exploración espacial humana o para alimentar un puesto de avanzada en un mundo alienígena. Las noches lunares son -280°F y duran 14 días. Las baterías para almacenar energía solar durante 14 días también serían prohibitivamente pesadas. La cantidad de combustible fósil que se necesitaría para sobrevivir estas noches sería un peso prohibitivamente grande. Solo un bidón de petróleo de 55 galones que pesa alrededor de 400 libras costaría alrededor de $ 5 millones para llevar al espacio. Y no duraría mucho.

Además, el mismo artículo señala que los reactores de fisión nuclear son necesarios, especialmente para cualquier exploración espacial. Teniendo en cuenta que los humanos quieren explorar aún más nuestro sistema solar, probablemente vamos a instalar estos reactores nucleares para ayudarnos a obtener una tonelada de energía necesaria, independientemente de la luz solar.

Por lo tanto, se necesita un reactor de fisión nuclear real, que lleve a cabo reacciones en cadena continuas durante muchos años.

El proyecto de energía superficial de fisión está patrocinado por la NASA en colaboración con el Departamento de Energía (DOE) y el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) para establecer una fuente de energía duradera, de alta potencia e independiente del sol para las misiones de la NASA en la luna a finales de la década, así como posibles misiones posteriores. La solicitud de propuesta tiene como objetivo el diseño del sistema inicial.

Publicada el mes pasado, la Solicitud de propuestas solicita ideas para un pequeño reactor de fisión listo para volar alimentado por uranio de bajo enriquecimiento. El sistema de energía de superficie de fisión debería poder proporcionar 40 kWe de energía continua durante al menos 10 años en el entorno lunar.

Debe caber dentro de una configuración de lanzamiento de un cilindro de 12 pies de diámetro y 18 pies de largo, y pesa menos de 13,300 libras. También debería poder encenderse y apagarse de forma independiente. El FSP debería poder operar desde la cubierta de un módulo de aterrizaje lunar o retirarse del módulo de aterrizaje, colocarse en un sistema móvil y transportarse a otro sitio lunar para su operación.

De Wikipeda - Energía nuclear en el espacio :

Los sistemas de energía de fisión se pueden utilizar para alimentar los sistemas de calefacción o propulsión de una nave espacial. En términos de requisitos de calefacción, cuando las naves espaciales requieren más de 100 kW de energía, los sistemas de fisión son mucho más rentables que los RTG .

Desde aquí podemos ver que la fisión nuclear es mejor que los RTG.

Sin embargo:

Los exploradores del espacio profundo necesitarán un reactor de fisión, probablemente una colección de ellos. Desafortunadamente, durante décadas, la NASA limitó su producción en el espacio de electricidad generada por energía nuclear a RTG, considerando que los reactores de fisión eran demasiado costosos y políticamente sensibles para desarrollar. Además, con los astronautas limitados a la órbita terrestre baja, la energía solar fue suficiente para alimentar la ISS.

_{Un prototipo de energía de fisión en exhibición en el Centro de Investigación Glenn de la NASA, el núcleo del reactor está en la parte inferior, las tuberías de calor en el centro y los convertidores de energía Stirling en la parte superior. Un motor de pistón Stirling generó electricidad en una prueba de 2018 llamada KRUSTY, para Kilopower Reactor usando tecnología Stirling. Crédito: NASA}

Ahora, la NASA está considerando los reactores de fisión en sus planes de exploración humana, y bajo un proyecto llamado Kilopower está sentando las bases para una futura demostración de vuelo de la tecnología.

WorldNuclear.org - Reactores nucleares para el espacio también dice que:

Los RTG se utilizan cuando las naves espaciales requieren menos de 100 kW. Por encima de eso, los sistemas de fisión son mucho más rentables que los RTG.

En general, las plantas de fisión nuclear son costosas de construir, pero baratas de operar y muy eficientes, mientras que las RTG son menos costosas y bastante ineficientes debido a que la principal desventaja de usarlas es su baja eficiencia de conversión de calor en energía eléctrica . Los RTG pueden funcionar durante unos 14 años , mientras que los reactores de fisión pueden durar 60 años . Los RTG aún pueden usarse, pero pueden ser reemplazados por reactores de fisión en el futuro. Tenga en cuenta que se ha demostrado que los RTG son bastante confiables, por lo que en el año en curso no estoy seguro de cómo puede resultar el futuro de los RTG frente a la fisión nuclear, pero es probable que comience a dirigirse hacia los reactores de fisión.