Thứ Năm, ngày 28 tháng 2024 năm XNUMX

máy tính để bàn v4.2.1

Root NationẤn ĐộTin tức CNTTHoa Kỳ sẽ phát triển các tế bào năng lượng hạt nhân nhỏ gọn cho không gian sâu

Hoa Kỳ sẽ phát triển các tế bào năng lượng hạt nhân nhỏ gọn cho không gian sâu

-

NASA đã bật đèn xanh cho dự án của Viện Công nghệ Rochester nhằm phát triển nguồn năng lượng hạt nhân nhỏ hơn mười lần so với những nguồn hiện đang được sử dụng cho các sứ mệnh hành tinh.

Hầu hết các vệ tinh đang hoạt động ngày nay đều được cung cấp năng lượng bởi các tấm pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng bằng cách hấp thụ các photon và tạo ra sự mất cân bằng tiềm tàng trong vật liệu của các tế bào tấm pin tạo ra dòng điện. Những tấm pin này hoạt động rất tốt, nhưng trong không gian sâu bên ngoài quỹ đạo của Sao Hỏa, hoặc trong điều kiện khắc nghiệt như bão bụi trên Sao Hỏa hay những đêm dài trên Mặt Trăng, ánh sáng mặt trời đơn giản là không thể tạo ra năng lượng cần thiết.

Thay vào đó, nhiều tàu vũ trụ mang theo máy phát nhiệt đồng vị phóng xạ đa nhiệm vụ (MMRTG) trên tàu, sử dụng gradient nhiệt độ để tạo ra điện. Nói cách khác, đồng vị phóng xạ tạo ra nhiệt và các cặp nhiệt điện chuyển trực tiếp thành điện năng. Nguyên tắc này quen thuộc với các kỹ sư và được sử dụng rộng rãi trên Trái đất cho những thứ như đài và lò chạy bằng dầu hỏa cũng có thể sạc các thiết bị di động.

NASA

Vấn đề với MMRTG là chúng tương đối cồng kềnh. Ví dụ, cặp được sử dụng trên xe tự hành Perseverance của NASA có đường kính 64 cm, dài 66 cm và nặng 45 kg. Mỗi trong số chúng chứa 4,8 kg plutonium dioxide làm nhiên liệu, cung cấp nhiệt cho các cặp nhiệt điện trạng thái rắn trong quá trình phân rã các nguyên tố phóng xạ.

Do đó, các MMRTG này được thiết kế cho tàu vũ trụ rất lớn và Perseverance có kích thước bằng một chiếc SUV. Điều này là do hệ thống đang được sử dụng chỉ có quá nhiều công suất cụ thể, đây là thước đo xem có thể tạo ra bao nhiêu watt điện trên mỗi đơn vị máy. Một chiếc ô tô gia đình có công suất riêng từ 50 đến 100 W/kg, trong khi một chiếc máy bay chiến đấu có khoảng 10 W/kg. Ngược lại, MMRTG có tỷ lệ khoảng 000 W/kg.

Bằng cách xem xét nhiệt động lực học về kích thước, trọng lượng và công suất (SWaP) của một thiết bị khả thi, dự án của NASA hy vọng sẽ giảm tỷ lệ này theo một mức độ lớn xuống còn 3 W/kg, với mức giảm đáng kể về khối lượng.

Điều này đạt được bằng cách sử dụng một nguyên tắc mới, về cơ bản là một tấm pin mặt trời hoạt động ngược lại. Khi một tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng, một phần trong số đó được chuyển thành điện năng và phần lớn được chuyển thành nhiệt. Nguồn năng lượng đồng vị phóng xạ mới hoạt động trên nguyên tắc của một nguyên tố bức xạ nhiệt, trong đó nhiệt ở dạng ánh sáng hồng ngoại chiếu vào một bảng điều khiển với các nguyên tố làm từ indi, asen, antinomy và phốt pho trong các tổ hợp khác nhau. Điều này tạo ra một sự khác biệt tiềm năng với sự phân cực ngược lại xảy ra trong pin mặt trời.

Nói tóm lại, một nguyên tố bức xạ nhiệt tạo ra điện từ nhiệt và giải phóng năng lượng đã tiêu hao dưới dạng các photon hồng ngoại. Điều này không chỉ hoạt động theo hướng ngược lại của tấm pin mặt trời mà còn hiệu quả hơn nhiều. Kết quả là một máy phát bức xạ nhiệt mới (TRG) ra đời.

Nếu công nghệ mới này có thể được đưa vào thực tế, điều đó có nghĩa là các sứ mệnh trong tương lai tới Sao Mộc và xa hơn nữa, hoặc tới các miệng hố bị che khuất vĩnh viễn ở các vùng cực của Mặt trăng, sẽ có thể sử dụng tàu vũ trụ cỡ CubeSat với các máy phát điện nhỏ để cung cấp cho chúng tất cả sức mạnh mà họ cần.

Cũng thú vị:

Đăng ký
Thông báo về
khách sạn

0 Nhận xét
Bài đánh giá được nhúng
Xem tất cả các bình luận
Các bài báo khác
Đăng ký để cập nhật

Những ý kiến ​​gần đây

Phổ biến bây giờ
0
Chúng tôi yêu thích những suy nghĩ của bạn, xin vui lòng bình luận.x