НАСА тества нов енергиен източник за далечни космически полети

НАСА проведе изпитания на радиоизотопен генератор на Стърлинг, предназначен за космически кораби. Той е по-дълготраен и не изисква използването на опасен плутоний.

За да се изследват непознатите простори на Вселената, на милиони километри от Земята, е от съществено значение космическите апарати да разполагат с достатъчно енергия.

Вече повече от 60 години за целта се използват радиоизотопни източници, които генерират електричество от топлината, отделяна при естествения радиоактивен разпад.

Исторически, като гориво се е използвал плутоний-238 под формата на оксид, но през последните десетилетия в Европа активно се проучва америций-241.

През януари Лабораторията за топлинно преобразуване на енергия в Изследователския център „Глен“ на НАСА, в Кливланд, и университета в Лестър сключиха споразумение за съвместни изпитания на тази нова технология.

Един от начините за генериране на електричество от радиоизотопни източници на топлина е чрез свободнобутален двигател на Стърлинг – машина, която преобразува топлинната енергия в електрическа.

За разлика от традиционните двигатели, в него няма коляно-мотовилков механизъм – буталата се движат свободно в цилиндрите.

Такъв преобразувател може да работи без износване десетилетия наред, тъй като в него няма бутални пръстени или въртящи се лагери.

Изследователите са провели тестове на генератор на Стърлинг, работещ с два симулатора на източник на топлина с америций-241.

„Първоначално това беше само концепция, но ние я развихме до прототип, близък до летателен образец. Най-впечатляващото е колко бързо и с минимални разходи постигнахме това. Това стана възможно благодарение на тясното сътрудничество между екипите на НАСА и университета в Лестър. Мислехме по един и същи начин“, сподели машинният инженер Салваторе Орити от центъра „Глен“.

Симулаторът е построен в университета и има точните размери и форма на реален енергиен източник с америций-241, но вместо радиоактивен разпад използва вградени нагреватели, за да генерира еквивалентно количество топлина.

В центъра „Глен“ са изработили тестовата установка, оборудването за преобразувателя и спомагателните системи.

„Ключовата характеристика на тази конструкция е, че тя запазва работоспособността си дори при отказ на един преобразувател на Стърлинг, без загуба на мощност. Това беше успешно демонстрирано по време на изпитанията и потвърждава надеждността на генератора, базиран на америций, за бъдещи космически мисии, включително многогодишни експедиции“, отбелязва планетологът Хана Сарджънт от университета в Лестър.

Изпитанията са потвърдили жизнеспособността на енергийните системи, базирани на америций, като са били постигнати целевите показатели за ефективност.

Следващата стъпка е създаването на по-лека и прецизна версия на установката, която ще премине допълнителни тестове в симулирани космически условия.