Askeri İnsansız Sistemlerde Yeni Enerji Sınırı: DARPA, Nükleer Atık Tabanlı Güç Hücreleriyle Operasyonel Kalıcılığı Hedefliyor
ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), muharebe sahasındaki taktik insansız sistemlerin ve yörüngedeki uyduların operasyonel ömrünü on yıllara yayacak yeni bir enerji altyapısı üzerinde çalışıyor. DARPA'nın "Rads to Watts" programı, 2027'nin başlarına kadar 30 yıl ömürlü bir bataryanın minimum düzeyde uygulanabilir bir prototipini (minimally viable prototype) oluşturmayı amaçlıyor. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip, hafif ve nükleer atıklarla çalışan güç hücrelerinin geliştirilmesini hedefleyen bu çalışmalar kapsamında, kilogram başına 10 vatın üzerinde güç üretebilen ve uzun bir raf ömrüne sahip, uygulanabilir bir konsept kanıtı (proof-of-concept) cihazının finanse edilmesi amacıyla 3,37 milyon dolarlık bir sözleşme ödülü verilmiş durumda.
Geliştirilen teknoloji, geleneksel lityum-iyon veya güneş enerjisi tabanlı sistemlerin operasyonel sınırlarını aşarak askeri platformlara benzersiz bir otonomi kazandırmayı amaçlıyor. Projede nükleer güç jeneratörü üretimini üstlenen Project Omega’nın CEO’su ve Kurucusu Stafford Sheehan, geliştirdikleri radyoizotop güç kaynaklarının çalışma prensibini şu sözlerle açıklıyor: "Güneş hücreleri güneş ışığını doğrudan elektriğe dönüştürür... Bizimkiler ise radyasyonu doğrudan elektriğe dönüştürüyor." Sheehan, DARPA’nın performans kriterlerini karşılayan ilk küçük cihazların 2027’nin başlarında çıkacağını ve çalışan bir prototipin yine 2027’nin başlarında Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’nda (PNNL) üretilmesinin hedeflendiğini belirtiyor.
Savunma sanayii devleri ve akademik kuruluşlardan oluşan çok ortaklı bir konsorsiyum projenin teknik omurgasını şekillendiriyor. Morgan State University temel araştırmaları üstlenen ana yüklenici rolünü oynarken, nükleer materyal yönetimi ve test süreçlerinden Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı (PNNL) sorumlu bulunuyor. Northrop Grumman ve ARA (Applied Research Associates) prototipin askeri performans standartlarını karşılamasını sağlamak üzere bilgisayarlı modelleme süreçlerini yürütüyor. Projenin donanımsal bileşenlerinde ise Project Omega nükleer jeneratör mimarisini kurarken, Widetronix firması yarı iletken güç dönüştürücü tasarımını gerçekleştiriyor. Konsorsiyum, önümüzdeki 18 ay boyunca teknik risklerin azaltılması, sistem performansının gerçekçi askeri koşullarda doğrulanması ve gelecekteki geçiş yollarını belirleyecek verilerin toplanması üzerine odaklanacak.
Teknolojik altyapıda, geleneksel uzay sistemlerinde yaygın olarak kullanılan Plütonyum-238 izotopuna kıyasla çevre ve operasyonel personel için çok daha az tehlikeli olan "Stronsiyum-90" izotopu tercih ediliyor. Bu katı haldeki izotop katmanı, özel olarak tasarlanmış yarı iletkenlerle birleştirilerek radyasyonu doğrudan elektriğe dönüştürüyor. Bu katı hal mimarisi, pillerin aşırı sıcaklık koşullarında ve zorlu askeri operasyon sahalarında dahi stabil çalışmasına imkan tanıyor.
Projenin hammadde tedarik zinciri ise stratejik ve ekonomik açıdan büyük bir geri dönüşüm potansiyeli barındırıyor. ABD genelindeki 52 reaktör sahasında biriken ve yönetilmesi ciddi bir mali yük oluşturan 100.000 metrik tondan fazla nükleer atık, bu projede hammadde olarak değerlendiriliyor. Stafford Sheehan, bu durumun federal düzeydeki maliyet boyutunu şu şekilde vurguluyor: "Ülke genelindeki 52 reaktör sahasında 100.000 metrik tondan fazla nükleer atık duruyor; yani şu anda bol miktarda nükleer atık var. Federal hükümet sırf bu nükleer atıklarla ilgilenmediği için her yıl milyarlarca dolarlık davalarla karşı karşıya kalıyor."
Pentagon’un muharebe sahasındaki artan enerji ihtiyacı ve İHA sistemlerinin sık sık şarj edilme zorunlulukları düşünüldüğünde, bu hafif güç hücreleri geleceğin insansız harbi için kritik bir lojistik çarpan olarak öne çıkıyor. PNNL yetkilileri yaptıkları açıklamada, önümüzdeki 18 aylık geliştirme sürecinde enerji dönüşüm verimliliğinin artırılması, uzun vadeli güvenilirliğin doğrulanması, radyasyon etkilerinin yönetilmesi ve sistemlerin güvenli bir şekilde konuşlandırılması gibi temel mühendislik zorluklarının üzerine gidileceğini bildirdi.
Kaynak: Habere Git