Петък, 29 март 2024 г

работен плот v4.2.1

Root NationНовиниIT новиниСАЩ ще разработят компактни ядрени енергийни клетки за дълбокия космос

САЩ ще разработят компактни ядрени енергийни клетки за дълбокия космос

-

НАСА даде зелена светлина на проект на Рочестърския технологичен институт за разработване на източник на ядрена енергия, десет пъти по-малък от тези, използвани в момента за планетарни мисии.

Повечето сателити, които работят днес, се захранват от слънчеви панели, които преобразуват слънчевата светлина в електричество чрез абсорбиране на фотони и създаване на потенциален дисбаланс в материалите на панелните клетки, които генерират електрическия ток. Тези панели вършат работата си много добре, но в дълбокия космос отвъд орбитата на Марс или при тежки условия като марсиански прашни бури или дългите нощи на Луната, слънчевата светлина просто не може да произведе необходимата енергия.

Като алтернатива много космически кораби носят многомисионни радиоизотопни топлинни генератори (MMRTG) на борда, които използват температурен градиент за генериране на електричество. С други думи, радиоизотопът произвежда топлина, а термодвойките я преобразуват директно в електричество. Този принцип е познат на инженерите и се използва широко на Земята за неща като захранвани с керосин радиостанции и пещи, които също могат да зареждат мобилни устройства.

НАСА

Проблемът с MMRTG е, че те са относително обемисти. Например двойката, използвана на марсохода Perseverance на НАСА, е с диаметър 64 см, дължина 66 см и тегло 45 кг. Всеки от тях съдържа 4,8 kg плутониев диоксид като гориво, което доставя топлина на термодвойки в твърдо състояние по време на разпадането на радиоактивни елементи.

В резултат на това тези MMRTG са проектирани за много големи космически кораби, а Perseverance е с размерите на SUV. Това е така, защото използваната система има толкова специфична мощност, която е мярка за това колко вата мощност може да се произведе на единица машина. Семейният автомобил има специфична мощност от 50 до 100 W/kg, докато изтребителят има около 10 000 W/kg. За разлика от тях, MMRTG има съотношение около 30 W/kg.

Отчитайки термодинамиката на размера, теглото и мощността (SWaP) на възможно устройство, проектът на НАСА се надява да намали това съотношение с порядък до 3 W/kg, със също толкова значително намаляване на обема.

Това се постига чрез използване на нов принцип, който по същество е слънчев панел, който работи в обратна посока. Когато слънчев панел абсорбира светлина, част от нея се преобразува в електричество, а по-голямата част се превръща в топлина. Новият радиоизотопен източник на енергия работи на принципа на терморадиационен елемент, където топлината под формата на инфрачервена светлина удря панел с елементи, направени от индий, арсен, антиномия и фосфор в различни комбинации. Това създава потенциална разлика с обратна полярност на тази, която се получава в слънчевите клетки.

Накратко, терморадиационен елемент генерира електричество от топлина и освобождава изразходваната енергия под формата на инфрачервени фотони. Това не само работи в обратна посока на слънчевия панел, но е и много по-ефективно. Резултатът е нов генератор на топлинно излъчване (TRG).

Ако тази нова технология може да бъде приложена на практика, това ще означава, че бъдещите мисии до Юпитер и извън него, или до постоянно засенчените кратери на полярните региони на Луната, ще могат да използват космически кораб с размер на CubeSat с малки генератори, за да им осигурят всички мощността, от която се нуждаят.

Също интересно:

Dzherelonewatlas
Регистрирай се
Уведомете за
гост

0 Коментари
Вградени рецензии
Вижте всички коментари
Други статии
Абонирайте се за актуализации

Последни коментари

Популярни сега
0
Харесваме вашите мисли, моля, коментирайте.x