NASA Rochester Texnologiya Instituti loyihasiga hozirda sayyoraviy missiyalar uchun foydalanilayotganidan o‘n baravar kichikroq yadroviy energiya manbasini yaratish loyihasiga yashil chiroq yoqdi.
Bugungi kunda ishlayotgan sun'iy yo'ldoshlarning ko'pchiligi quyosh panellari tomonidan quvvatlanadi, ular fotonlarni yutish va elektr tokini hosil qiluvchi panel hujayralari materiallarida potentsial nomutanosiblikni yaratish orqali quyosh nurini elektr energiyasiga aylantiradi. Ushbu panellar o'z vazifalarini juda yaxshi bajaradi, ammo Mars orbitasidan tashqaridagi chuqur kosmosda yoki Marsdagi chang bo'ronlari yoki Oydagi uzoq tunlar kabi og'ir sharoitlarda quyosh nuri shunchaki kerakli energiyani ishlab chiqara olmaydi.
Shu bilan bir qatorda, ko'plab kosmik kemalar bortida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun harorat gradientidan foydalanadigan ko'p missiyali radioizotop issiqlik generatorlarini (MMRTG) olib yuradi. Boshqacha qilib aytganda, radioizotop issiqlik hosil qiladi va termojuftlar uni to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantiradi. Bu printsip muhandislarga tanish va Yerda kerosin bilan ishlaydigan radiolar va mobil qurilmalarni ham zaryadlash mumkin bo'lgan pechlar kabi narsalar uchun keng qo'llaniladi.
MMRTGlar bilan bog'liq muammo shundaki, ular nisbatan katta. Misol uchun, NASAning Perseverance roverida ishlatiladigan juftlikning diametri 64 sm, uzunligi 66 sm va og'irligi 45 kg. Ularning har birida yoqilg'i sifatida 4,8 kg plutoniy dioksidi mavjud bo'lib, u radioaktiv elementlarning parchalanishi paytida qattiq holatdagi termojuftlarni issiqlik bilan ta'minlaydi.
Natijada, bu MMRTGlar juda katta kosmik kemalar uchun mo'ljallangan va Perseverance SUVning o'lchamidir. Buning sababi shundaki, foydalanilayotgan tizim faqat o'ziga xos kuchga ega, ya'ni mashina birligi uchun qancha vatt quvvat ishlab chiqarish mumkinligini ko'rsatadigan o'lchovdir. Oilaviy avtomobilning o'ziga xos kuchi 50 dan 100 Vt / kg gacha, qiruvchi samolyot esa taxminan 10 000 Vt / kg ni tashkil qiladi. Aksincha, MMRTG taxminan 30 Vt / kg nisbatga ega.
Mumkin bo'lgan qurilmaning o'lchami, og'irligi va quvvati (SWaP) termodinamikasini hisobga olgan holda, NASA loyihasi bu nisbatni kattalik bilan 3 Vt / kg gacha kamaytirishga umid qilmoqda, bu esa hajmni bir xil darajada qisqartiradi.
Bunga yangi printsipni qo'llash orqali erishiladi, bu aslida teskari ishlaydigan quyosh paneli. Quyosh paneli yorug'likni o'zlashtirganda, uning bir qismi elektr energiyasiga, ko'p qismi esa issiqlikka aylanadi. Yangi radioizotop quvvat manbai termoradiativ element printsipi asosida ishlaydi, bu erda infraqizil yorug'lik ko'rinishidagi issiqlik turli xil kombinatsiyalarda indiy, mishyak, antinomiya va fosfor elementlaridan iborat panelga tushadi. Bu quyosh xujayralaridagiga qarama-qarshi qutbli potentsial farqni yaratadi.
Qisqacha aytganda, termoradiativ element issiqlikdan elektr energiyasini ishlab chiqaradi va sarflangan energiyani infraqizil fotonlar shaklida chiqaradi. Bu nafaqat quyosh panelining teskari yo'nalishida ishlaydi, balki u ancha samaraliroq. Natijada yangi termal radiatsiya generatori (TRG).
Agar ushbu yangi texnologiya amaliyotga tatbiq etilsa, bu Yupiterga va undan tashqariga yoki Oyning qutb mintaqalarining doimiy soyali kraterlariga bo'lajak missiyalar CubeSat o'lchamidagi kosmik kemalarni kichik generatorlar bilan ta'minlash uchun foydalanishi mumkinligini anglatadi. ularga kerak bo'lgan kuch.
Shuningdek, qiziqarli: