Amerykańskie misje kosmiczne od dekad polegały na ciepłocie przy okazji rozpadu plutonu-238. To on ogrzewał systemy łazików, podtrzymywał elektronikę w głębokiej próżni i zapewniał ciągłość działania tam, gdzie słońce przestaje mieć znaczenie. Ba, takowe źródło ciepła / energii wykorzystano również w sondach, m.in. w Voyagerach w ramach radioizotopowych generatorów termoelektrycznych. Problem w tym, że pluton się kończy.
Produkcja plutonu-238, zatrzymana po zimnej wojnie, nie nadąża za ambicjami eksploracyjnymi. Zapasów jest coraz mniej, a zapotrzebowanie coraz większe. NASA musi więc sięgnąć po coś innego. I najpewniej sięgnie po ameryk-241.
Ameryk-241 nie jest pomysłem nowym – to produkt uboczny pracy reaktorów jądrowych, znany z zastosowań w czujnikach dymu. Ale jako źródło ciepła do systemów zasilania radioizotopowego dopiero teraz zaczyna odgrywać główną rolę. Jego przewagą jest dostępność – można go pozyskiwać z istniejących zapasów odpadów jądrowych – oraz okres połowicznego rozpadu, który wynosi ponad 430 lat. To oznacza nieprzerwaną emisję ciepła przez całe dekady, właściwie nawet setki lat. Dla misji na Tytana, Marsa czy dalej – to rozwiązanie idealne. Cudowne wręcz
Rozpad ameryku to jedno, ale samo ciepło to za mało. Trzeba je jeszcze zamienić w energię elektryczną. Tu wchodzi silnik Stirlinga – stara koncepcja, dziś odkurzana i przystosowana do pracy w szczególnie trudnych warunkach w kosmosie. W centrum badawczym im. Glenna NASA, we współpracy z Uniwersytetem w Leicester, przetestowano prototyp systemu zasilanego amerykiem. To konstrukcja zdolna utrzymać produkcję prądu nawet po awarii jednego z konwerterów. Tego typu "failsafe'y" mogą zdecydować o przetrwaniu w trakcie misji.
Testowa konfiguracja wykorzystała dwa symulatory ciepła, imitujące właściwości ameryku-241. Uniwersytet w Leicester dostarczył i symulatory i obudowę generatora, natomiast NASA zapewniła układ testowy i cały osprzęt Stirlinga. Stabilność, ciągłość zasilania i efektywność energetyczna były zgodne z oczekiwaniami.
Nie tylko NASA szuka nowego paliwa dla kosmicznych ekspedycji. Chiny – które planują załogowe lądowanie na Księżycu przed 2030 rokiem, a potem także wyprawy na Marsa – rozwijają własne systemy oparte na pomyśle Stirlinga. W 2023 roku, na pokładzie stacji Tangong, zakończono pierwszy orbitalny test termoelektrycznego konwertera. Równolegle opracowano model analityczny do oceny reaktorów jądrowych SNRPS z tożsamym napędem. Nie są to próby w ciemno, lecz uporządkowana, metodyczna budowa kompetencji w ramach dobrze znanej idei Chińczyków, którzy planują swoje działania na dziesiątki, a nierzadko i setki lat do przodu. Wyścig energetyczny ruszył na nowo – i tym razem chodzi nie tylko o same zasoby, ale też o czas działania w kompletnej izolacji.
Natomiast zespół z NASA już pracuje nad kolejną wersją testową – lżejszą, bardziej precyzyjną i gotową na testy środowiskowe. Projekt, który jeszcze kilka lat temu był jedynie nieśmiałym konceptem, dziś ma szansę wejść na ścieżkę wykorzystania w realnej misji. Nie byłoby to możliwe bez współpracy między inżynierami z USA i Wielkiej Brytanii.
Czytaj również: W końcu rusza misja na Marsa. NASA będzie pierwsza w historii
Ameryk nie rozwiąże wszystkich problemów eksploracji, ale może zapewnić coś cenniejszego niż moc sama w sobie – przewidywalność. W przestrzeni, gdzie nie ma marginesu na błędy, właśnie ona może przesądzić o tym, kto dotrze dalej. I wygląda na to, że NASA ma całkiem niezły plan, jak na obecne problemy agencji. Pytanie tylko, czy to wystarczy, aby dotrzymać kroku rozpędzonym Chińczykom, którzy nie będą czekać na swojego największego konkurenta, z którym przecież rywalizują i na polu militarnym i na polu naukowym. Tu nie będzie sentymentów i ponadnarodowej współpracy, tu będzie ciężka, bezkompromisowa walka... nawet z wykorzystaniem technik szpiegowskich. Oby w NASA wystarczyło na to sił. Nie tylko sił, ale i... budżetu
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
