NASA, şu anda gezegen görevleri için kullanılanlardan on kat daha küçük bir nükleer enerji kaynağı geliştirmek için bir Rochester Teknoloji Enstitüsü projesine yeşil ışık yaktı.
Günümüzde faaliyette olan uyduların çoğu, fotonları emerek ve elektrik akımını üreten panel hücrelerinin malzemelerinde potansiyel bir dengesizlik yaratarak güneş ışığını elektriğe dönüştüren güneş panelleri tarafından desteklenmektedir. Bu paneller işlerini çok iyi yapıyorlar, ancak Mars'ın yörüngesinin ötesindeki derin uzayda veya Mars'taki toz fırtınaları veya Ay'daki uzun geceler gibi zorlu koşullarda, güneş ışığı gerekli enerjiyi üretemez.
Alternatif olarak, birçok uzay aracı, elektrik üretmek için bir sıcaklık gradyanı kullanan çok görevli radyoizotop termal jeneratörler (MMRTG'ler) taşır. Başka bir deyişle, radyoizotop ısı üretir ve termokupllar onu doğrudan elektriğe dönüştürür. Bu ilke mühendislere aşinadır ve Dünya'da gazyağıyla çalışan radyolar ve mobil cihazları da şarj edebilen fırınlar gibi şeyler için yaygın olarak kullanılmaktadır.
MMRTG'lerle ilgili sorun, nispeten hantal olmalarıdır. Örneğin NASA'nın Perseverance gezicisinde kullanılan çift 64 cm çapında, 66 cm uzunluğunda ve 45 kg ağırlığındadır. Her biri, radyoaktif elementlerin bozunması sırasında katı hal termokupllarına ısı sağlayan yakıt olarak 4,8 kg plütonyum dioksit içerir.
Sonuç olarak, bu MMRTG'ler çok büyük uzay araçları için tasarlanmıştır ve Perseverance bir SUV boyutundadır. Bunun nedeni, kullanılan sistemin yalnızca belirli bir güce sahip olmasıdır; bu, makine birimi başına kaç watt gücün üretilebileceğinin bir ölçüsüdür. Bir aile arabasının özgül gücü 50 ila 100 W/kg iken, bir savaş uçağının özgül gücü yaklaşık 10 W/kg'dır. Buna karşılık, MMRTG'nin oranı yaklaşık 000 W/kg'dır.
NASA projesi, olası bir cihazın boyut, ağırlık ve güç (SWaP) termodinamiğini göz önünde bulundurarak, hacimde eşit derecede önemli bir azalma ile bu oranı büyüklük sırasına göre 3 W/kg'a düşürmeyi umuyor.
Bu, temelde tersine çalışan bir güneş paneli olan yeni bir prensip kullanılarak elde edilir. Bir güneş paneli ışığı emdiğinde, bir kısmı elektriğe, çoğu da ısıya dönüştürülür. Yeni radyoizotop güç kaynağı, kızılötesi ışık şeklindeki ısının çeşitli kombinasyonlarda indiyum, arsenik, antinomi ve fosfordan yapılmış elementlerle bir panele çarptığı bir termoradyatif element prensibi üzerinde çalışıyor. Bu, güneş pillerinde meydana gelene zıt kutuplu bir potansiyel farkı yaratır.
Kısacası, bir termoradyatif eleman ısıdan elektrik üretir ve harcanan enerjiyi kızılötesi fotonlar şeklinde serbest bırakır. Bu sadece güneş panelinin ters yönünde çalışmakla kalmaz, aynı zamanda çok daha verimlidir. Sonuç, yeni bir termal radyasyon jeneratörüdür (TRG).
Bu yeni teknoloji hayata geçirilebilirse, bu, Jüpiter ve ötesine veya Ay'ın kutup bölgelerinin kalıcı olarak gölgelenen kraterlerine yapılacak gelecekteki misyonların, onlara her şeyi sağlamak için küçük jeneratörlere sahip CubeSat boyutundaki uzay aracını kullanabilecekleri anlamına gelecektir. ihtiyaç duydukları güç.
Ayrıca ilginç: