Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) имеют долгую историю использования в освоении космоса. С тех пор, как первый из них был испытан в космосе в 1961 году, ритэги использовались в 31 миссии НАСА, в том числе в пакетах для экспериментов на лунной поверхности «Аполлона» (ALSEP), доставленных астронавтами «Аполлона» на поверхность Луны. РИТЭГи также приводили в действие Викинг 1 и 2 миссии на Марс, Улисс миссия на Солнце, Галилео миссия на Юпитер и Пионер, Вояджер, и Новые горизонты миссии во внешнюю Солнечную систему, которые в настоящее время находятся в межзвездном пространстве (или уже на пути к нему).
В последние годы РТГ позволили Любопытство и Упорство марсоходы, чтобы продолжить поиск доказательств прошлой (а возможно, и настоящей) жизни на Марсе. В ближайшие годы эти ядерные батареи будут питать больше астробиологических миссий, таких как Стрекоза Миссия, которая исследует самый большой спутник Сатурна, Титан. В последние годы высказывались опасения, что у НАСА заканчивается плутоний-238, ключевой компонент РИТЭГов. К счастью, Министерство энергетики США (DOE) недавно доставило крупную партию оксида плутония, что позволило ей реализовать свою цель по регулярному производству радиоизотопного материала.
Недавняя поставка 0,5 кг (более 1 фунта) оксида плутония из Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США (DOE) в Национальную лабораторию Лос-Аламоса имеет решающее значение для реализации запланированных будущих миссий НАСА. Это также крупнейшая поставка с тех пор, как Министерство энергетики опубликовало свой доклад Конгрессу в 2010 году — «План запуска производства плутония-238 для радиоизотопных энергетических систем». Согласно этому плану, эта поставка является значительным шагом на пути к достижению цели устойчивого годового производства 1,5 кг (3,3 фунта) к 2026 году.
Как и все радиоизотопные энергетические системы (РЭС), ритэги полагаются на естественный распад радиоизотопа плутония-238 для обеспечения тепла для легкого радиоизотопного нагревателя (LWRHU) или тепла и электричества для многоцелевого радиоизотопного термоэлектрического генератора (MMRTG). Эти системы жизненно важны для освоения космоса, поскольку они позволяют исследовать некоторые из самых глубоких, темных и отдаленных мест Солнечной системы (и за ее пределами). Короче говоря, они позволяют совершать миссии в места, где солнечная энергия ограничена, прерывиста или недоступна.
Возьмем, к примеру, НАСА. Возможность Ровер, который исследовал поверхность Марса почти 15 лет, установив при этом множество рекордов, но был потерян в 2018 году, когда шторм, охвативший всю планету, вызвал огромное скопление пыли на его солнечных панелях. Похожая судьба постигла посадочный модуль НАСА «InSight», который недавно завершил свою миссию по исследованию внутренней структуры и сейсмической среды Марса спустя четыре года. И снова виновником стало скопление пыли на солнечных панелях миссии, что привело к разрядке батареи.
Первым космическим кораблем, получившим выгоду от этого перезапуска, стал Упорство марсоход, перевозящий часть нового плутония, произведенного Министерством энергетики. MMRTG постоянно обеспечивает марсоход теплом и мощностью около 110 Вт электроэнергии, обеспечивая питание его инструментов в течение дня и тепло аккумуляторов ночью. Как сказал Карл Сандифер, менеджер программы RPS в Исследовательском центре Гленна НАСА, в недавнем заявлении НАСА для прессы: «Программа радиоизотопных энергетических систем НАСА работает в партнерстве с Министерством энергетики, чтобы дать возможность миссиям работать в некоторых из самых экстремальных условий нашей планеты. Солнечная система и межзвездное пространство».
НАСА и другие космические агентства также исследуют ядерные системы для обеспечения энергией будущих исследовательских миссий. Сюда входят компактные ядерные генераторы для электроснабжения обитаемых мест на Луне и Марсе, известные как реакторы Kilopower Reactor с использованием технологии Sterling Technology (KRUSTY). Существуют также планы возродить технологию ядерного двигателя для ракетных транспортных средств (NERVA) эпохи космической гонки для создания космических кораблей, оснащенных ядерно-тепловой и ядерно-электрической силовой установкой, которая могла бы обеспечить полеты на Марс менее чем за 100 дней.
На протяжении более шестидесяти лет НАСА использовало радиоизотопные электроэнергетические системы и нагревательные установки для продвижения космических исследований и достижения новых границ науки. Возобновив эту программу, НАСА и Министерство энергетики заявили о своем намерении сохранить свое давнее партнерство, чтобы гарантировать, что космическая программа США сможет обеспечить возможность миссий, требующих радиоизотопов, на десятилетия вперед. По мере того, как мы будем исследовать все дальше от Земли, создавать аванпосты за пределами низкой околоземной орбиты (НОО) и обдумывать миссии к ближайшим звездам, ядерная энергетика будет играть жизненно важную роль.
Дополнительная литература: НАСА
