NASA отказалось от эффективного ядерного источника энергии

Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) работает, преобразуя тепло, выделяемое радиоактивным изотопом, в электричество. В свою очередь плутоний-238, выделяющий около полукиловатта тепла на килограмм изотопа, с начала 1960-х годов использовался в качестве топлива в космических аппаратах. Так, РИТЭГи, работающие на плутонии, использовались в программе «Аполлон», благодаря им отправлено большинство американских миссий в дальний космос — «Вояджеры», миссия «Новые Горизонты» и другие. К слову, именно такой генератор установлен в марсианском ровере Curiosity.

Плутоний-238 — почти идеальное топливо для космических полетов продолжительностью от нескольких лет до нескольких десятилетий. Однако проблема состоит в его серьезном дефиците: процесс производства плутония-238 не только высокозатратный, но и очень «грязный», в результате остается большое количество радиоактивных отходов, которые нужно где-то хранить. Одним словом, начиная с 90-х США покупали плутоний-238 у России в сравнительно небольших объемах.

Причиной разработки усовершенствованного РИТЭГ Стирлинга стала невысокая эффективность обычных термоэлектрических генераторов: была необходима установка с более высоким КПД, которая нуждалась бы в малом объеме топлива. 

«Стандартный» РИТЭГ преобразует в электричество лишь около 6% тепловой энергии, выделяющейся в результате распада радиоактивного изотопа. Таким образом, 8 килограмм плутония-238 в современном зонде, летящем в дальний космос, генерируют при распаде 4,4 кВт тепла, давая ему всего 300 Ватт электроэнергии. Для сравнения, в случае с усовершенствованным РИТЭГ Стирлинга задействовалось бы уже до 25% тепловой энергии. Это подразумевает выработку 300 Вт электроэнергии с использованием лишь 2 килограммов плутония-238 и, как следствие, возможность запуска большего количества миссий. 

При использовании же РИТЭГ текущей конструкции запуск миссий в дальний космос будет происходить с очень длинными интервалами, связанными с перерывами в поставках плутония-238. В NASA признались, что если агентство не найдет новый источник плутония-238 для текущих «прожорливых» РИТЭГ к 2022 году, то намерения об исследовании Солнечной системы далее Марса и полетах к астероидному поясу останутся мечтами.

Так или иначе, вместо разработки усовершенствованного РИТЭГ Стирлинга американское космическое агентство вынуждено платить Министерству энергетики за перезапуск производства плутония-238, финансируя проект стоимостью 150 млн долларов. Так что будущее американских миссий в дальний космос во многом будет зависеть от того, удастся ли США возобновить производство изотопа в намеченные семь лет.

Оригинал новости: popmech.ru

По материалам: Lpi.usra.edu