Над 400 години енергия: НАСА тества ново ядрено гориво за космоса

НАСА тества гориво с ресурс 433 години

Космосът остава безкраен, но ресурсите за неговото изследване са ограничени. Горивото, необходимо за ракетите, бързо се изчерпва и НАСА търси алтернативни решения за дългосрочните мисии. Едно от тях са радиоизотопните енергийни системи (RPS) – ядрени батерии, които агенцията използва от 60-те години на миналия век.

С помощта на подобни системи са осъществени големи проекти – от Voyager и New Horizons до марсоходите Curiosity и Perseverance, както и бъдещия дрон Dragonfly за изследване на спътника Титан, подчертава НАСА .

Енергията на батериите се генерира от разпадането на нестабилни изотопи. В продължение на много години като гориво се използваше плутоний-238 с период на полуразпад от около 88 години. Сега НАСА проучва възможността за използване на америций-241 с период на полуразпад от почти 433 години. Такъв източник би могъл да захранва космическите мисии в продължение на векове и открива възможност за изследване на далечните предели на Слънчевата система.

Космическото гориво трябва да отговаря на строги изисквания: то трябва да бъде минимално токсично, неразтворимо в организма, устойчиво на високи температури и способно да произвежда мощен топлинен поток при малки обеми. Затова се използват изотопи в керамична форма, които в случай на авария се разпадат на големи фрагменти и не могат да бъдат лесно усвоени от организма.

През януари Изследователският център Глен на НАСА заедно с Университета в Лестър започнаха изпитания на америций-241. Успоредно с това се изследва нова схема за производство на енергия – използването на конвертор на Стирлинг със свободни бутала, което позволява на буталата да работят в условията на микрогравитация. Един такъв преобразувател в Центъра Глен е работил в продължение на 14 години без никаква поддръжка.

„Това постижение е особено значимо“, казва Уейн Уонг, ръководител на отдела за топлинна енергия на НАСА в Глен, в съобщение за пресата. Според него за мисии до външните планети минималното изискване за продължителност на източниците на енергия е точно 14 години.

След тридесетгодишно прекъсване производството на плутоний-238 беше възобновено едва през 2011 г., когато НАСА получи държавно финансиране за стартиране на програмата на Министерството на енергетиката на САЩ. Днес изотопът се произвежда в съоръженията на Oak Ridge National Laboratory и Idaho National Laboratory. Производството на америций-241 се разработва в Националната лаборатория в Лос Аламос с акцент върху ефективността и безопасността.

Междувременно апаратите „Вояджър“ продължават да летят отвъд Слънчевата система, оставайки символ на това как радиоизотопните батерии позволяват на човечеството да изследва дълбините на космоса. Тази технологична иновация е от решаващо значение за бъдещето на космическите пътешествия, тъй като осигурява надежден източник на енергия, независим от слънчевата светлина.