НАСА даде зелено светло на проектот на Технолошкиот институт во Рочестер за развој на нуклеарен извор на енергија десет пати помал од оние што моментално се користат за планетарни мисии.
Повеќето сателити кои работат денес се напојуваат од соларни панели кои ја претвораат сончевата светлина во електрична енергија со апсорпција на фотони и создавајќи потенцијална нерамнотежа во материјалите на панелните ќелии кои генерираат електрична струја. Овие панели ја вршат својата работа многу добро, но во длабоката вселена надвор од орбитата на Марс, или во тешки услови како што се бури од прав на Марс или долгите ноќи на Месечината, сончевата светлина едноставно не може да ја произведе потребната енергија.
Како алтернатива, многу вселенски летала носат термални генератори на радиоизотоп (MMRTG) со повеќе мисии, кои користат температурен градиент за да генерираат електрична енергија. Со други зборови, радиоизотопот произведува топлина, а термопаровите директно ја претвораат во електрична енергија. Овој принцип им е познат на инженерите и е широко користен на Земјата за работи како радија и печки напојувани со керозин кои исто така можат да полнат мобилни уреди.
Проблемот со MMRTG е што тие се релативно гломазни. На пример, парот што се користи на роверот на НАСА Perseverance има дијаметар од 64 cm, должина од 66 cm и тежина од 45 kg. Секој од нив содржи 4,8 кг плутониум диоксид како гориво, кој ги снабдува со топлина термопаровите во цврста состојба за време на распаѓањето на радиоактивните елементи.
Како резултат на тоа, овие MMRTG се дизајнирани за многу големи вселенски летала, а истрајноста е со големина на SUV. Тоа е затоа што системот што се користи има само толку многу специфична моќност, што е мерка за тоа колку вати моќ може да се произведе по единица машина. Семејниот автомобил има специфична моќност од 50 до 100 W/kg, додека борбен авион има околу 10 W/kg. Спротивно на тоа, MMRTG има сооднос од околу 000 W/kg.
Со разгледување на големината, тежината и моќноста (SWaP) термодинамиката на можниот уред, проектот на НАСА се надева дека ќе го намали овој сооднос за ред на големина на 3 W/kg, со подеднакво значително намалување на волуменот.
Ова се постигнува со користење на нов принцип, кој во суштина е соларен панел кој работи обратно. Кога соларниот панел апсорбира светлина, дел од неа се претвора во електрична енергија, а поголемиот дел се претвора во топлина. Новиот радиоизотопски извор на енергија работи на принцип на терморадиативен елемент, каде топлината во форма на инфрацрвена светлина удира на панел со елементи направени од индиум, арсен, антиномија и фосфор во различни комбинации. Ова создава потенцијална разлика со спротивен поларитет од оној што се јавува во соларните ќелии.
Накратко, терморадиативниот елемент генерира електрична енергија од топлина и ја ослободува потрошената енергија во форма на инфрацрвени фотони. Не само што ова функционира во обратна насока на соларниот панел, туку е и многу поефикасно. Резултатот е нов генератор на топлинско зрачење (TRG).
Доколку оваа нова технологија може да се примени во пракса, тоа ќе значи дека идните мисии на Јупитер и пошироко, или на трајно засенчените кратери на поларните региони на Месечината, ќе можат да користат вселенски летала со големина на CubeSat со мали генератори за да им ги обезбедат сите моќта што им е потребна.
Исто така интересно: