Škoda Karoq
Categorii: știri IT

SUA vor dezvolta celule nucleare compacte pentru spațiul profund

NASA a dat undă verde unui proiect al Institutului de Tehnologie Rochester de a dezvolta o sursă de energie nucleară de zece ori mai mică decât cele utilizate în prezent pentru misiunile planetare.

Majoritatea sateliților în funcțiune astăzi sunt alimentați de panouri solare care transformă lumina solară în electricitate prin absorbția fotonilor și creând un potențial dezechilibru în materialele celulelor panoului care generează curentul electric. Aceste panouri își fac treaba foarte bine, dar în spațiul profund dincolo de orbita lui Marte sau în condiții dure, cum ar fi furtunile de praf marțiane sau nopțile lungi pe Lună, lumina soarelui pur și simplu nu poate produce energia necesară.

Ca alternativă, multe nave spațiale poartă la bord generatoare termice cu radioizotopi cu mai multe misiuni (MMRTG), care utilizează un gradient de temperatură pentru a genera electricitate. Cu alte cuvinte, radioizotopul produce căldură, iar termocuplurile o transformă direct în electricitate. Acest principiu este familiar inginerilor și este utilizat pe scară largă pe Pământ pentru lucruri precum radiouri și cuptoare alimentate cu kerosen, care pot încărca și dispozitive mobile.

Problema cu MMRTG-urile este că sunt relativ voluminoase. De exemplu, perechea folosită pe roverul Perseverance al NASA are un diametru de 64 cm, o lungime de 66 cm și o greutate de 45 kg. Fiecare dintre ele conține 4,8 kg de dioxid de plutoniu drept combustibil, care furnizează căldură termocuplurilor în stare solidă în timpul dezintegrarii elementelor radioactive.

Drept urmare, aceste MMRTG-uri sunt proiectate pentru nave spațiale foarte mari, iar Perseverance are dimensiunea unui SUV. Acest lucru se datorează faptului că sistemul utilizat are doar atât de multă putere specifică, care este o măsură a câți wați de putere pot fi produși per unitate de mașină. O mașină de familie are o putere specifică de 50 până la 100 W/kg, în timp ce un avion de luptă are aproximativ 10 W/kg. În schimb, MMRTG are un raport de aproximativ 000 W/kg.

Luând în considerare termodinamica dimensiunii, greutății și puterii (SWaP) a unui posibil dispozitiv, proiectul NASA speră să reducă acest raport cu un ordin de mărime la 3 W/kg, cu o reducere la fel de semnificativă a volumului.

Acest lucru se realizează prin utilizarea unui nou principiu, care este în esență un panou solar care funcționează invers. Când un panou solar absoarbe lumina, o parte din aceasta este transformată în electricitate și cea mai mare parte este transformată în căldură. Noua sursă de energie radioizotopică funcționează pe principiul unui element termoradiativ, unde căldura sub formă de lumină infraroșie lovește un panou cu elemente din indiu, arsen, antinomie și fosfor în diverse combinații. Acest lucru creează o diferență de potențial cu polaritatea opusă celei care apare în celulele solare.

Pe scurt, un element termoradiativ generează electricitate din căldură și eliberează energia consumată sub formă de fotoni infraroșii. Acest lucru nu numai că funcționează în direcția inversă a panoului solar, dar este și mult mai eficient. Rezultatul este un nou generator de radiații termice (TRG).

Dacă această nouă tehnologie poate fi pusă în practică, va însemna că viitoarele misiuni către Jupiter și nu numai, sau către craterele umbrite permanent din regiunile polare ale Lunii, vor putea folosi nave spațiale de dimensiunea CubeSat cu generatoare mici pentru a le oferi toate puterea de care au nevoie.

Interesant de asemenea:

Distribuie
Julia Alexandrova

Coffeeman. Fotograf. Scriu despre știință și spațiu. Cred că e prea devreme pentru noi să întâlnim extratereștri. Urmaresc dezvoltarea roboticii, pentru orice eventualitate...

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate*