Torsdag 28. mars 2024

desktop v4.2.1

Root NationНовиниIT-nyheterUSA vil utvikle kompakte kjernekraftceller for verdensrommet

USA vil utvikle kompakte kjernekraftceller for verdensrommet

-

NASA har gitt grønt lys til et Rochester Institute of Technology-prosjekt for å utvikle en kjernefysisk energikilde som er ti ganger mindre enn de som for tiden brukes til planetariske oppdrag.

De fleste satellitter i drift i dag drives av solcellepaneler som omdanner sollys til elektrisitet ved å absorbere fotoner og skape en potensiell ubalanse i materialene i panelcellene som genererer den elektriske strømmen. Disse panelene gjør jobben sin veldig bra, men i dypt rom utenfor Mars bane, eller under tøffe forhold som støvstormer fra mars eller lange netter på Månen, kan ikke sollys ganske enkelt produsere den nødvendige energien.

Som et alternativ har mange romfartøyer multi-mission radioisotope termal generators (MMRTGs) om bord, som bruker en temperaturgradient for å generere elektrisitet. Radioisotopen produserer med andre ord varme, og termoelementene omdanner den direkte til elektrisitet. Dette prinsippet er kjent for ingeniører og er mye brukt på jorden for ting som parafindrevne radioer og ovner som også kan lade mobile enheter.

NASA

Problemet med MMRTG-er er at de er relativt store. For eksempel har paret som brukes på NASAs Perseverance-rover en diameter på 64 cm, en lengde på 66 cm og en vekt på 45 kg. Hver av dem inneholder 4,8 kg plutoniumdioksid som drivstoff, som leverer varme til faststoff-termoelementer under nedbrytningen av radioaktive grunnstoffer.

Som et resultat er disse MMRTG-ene designet for veldig store romfartøyer, og Perseverance er på størrelse med en SUV. Dette er fordi systemet som brukes bare har så mye spesifikk effekt, som er et mål på hvor mange watt effekt som kan produseres per enhet maskin. En familiebil har en spesifikk effekt på 50 til 100 W/kg, mens et jagerfly har omtrent 10 000 W/kg. I motsetning til dette har MMRTG et forhold på ca. 30 W/kg.

Ved å vurdere størrelsen, vekten og kraften (SWaP) termodynamikken til en mulig enhet, håper NASA-prosjektet å redusere dette forholdet med en størrelsesorden til 3 W/kg, med en like betydelig reduksjon i volum.

Dette oppnås ved å bruke et nytt prinsipp, som i hovedsak er et solcellepanel som fungerer i revers. Når et solcellepanel absorberer lys, blir noe av det omdannet til elektrisitet og det meste omdannes til varme. Den nye radioisotopstrømkilden fungerer etter prinsippet om et termostrålingselement, der varme i form av infrarødt lys treffer et panel med elementer laget av indium, arsen, antinomi og fosfor i ulike kombinasjoner. Dette skaper en potensiell forskjell med motsatt polaritet til det som oppstår i solceller.

Kort sagt, et termostrålingselement genererer elektrisitet fra varme og frigjør den brukte energien i form av infrarøde fotoner. Ikke bare fungerer dette i motsatt retning av solcellepanelet, men det er også mye mer effektivt. Resultatet er en ny termisk strålingsgenerator (TRG).

Hvis denne nye teknologien kan omsettes i praksis, vil det bety at fremtidige oppdrag til Jupiter og utover, eller til de permanent skyggelagte kratrene i Månens polare områder, vil kunne bruke romfartøy på størrelse med CubeSat med små generatorer for å gi dem alt kraften de trenger.

Også interessant:

Dzherelonewatlas
Melde deg på
Gi beskjed om
gjest

0 Kommentar
Innebygde anmeldelser
Se alle kommentarer
Andre artikler
Abonner for oppdateringer

Nylige kommentarer

Populær nå
0
Vi elsker tankene dine, kommenter gjerne.x
()
x