NASA má stoletý zdroj energie pro kosmické sondy

Jan Grohmann - 26 Říjen 2016

Vesmírné sondy létající do hlubokého vesmíru často pohání malý jaderný zdroj energie - radioizotopový termoelektrický generátor (RTG). NASA nyní oznámila vývoj nové generace těchto generátorů s mnohem vyšší účinností a výdrží.Tew Horizon

Sondu New Horizons zkoumající mimo jiné i planetu Pluto pohání při letu ze Sluneční soustavy 11 kg plutonia.
foto: NASA

RTG generátor je v podstatě vrstvený kovový válec s radioaktivním materiálem - nejčastěji izotopem plutonia-238 s poločasem rozpadu 87,7 roku. Plutonium-238 se jako radioaktivní prvek samovolně rozpadá za přítomnosti silného vyzařování jader hélia 4 (dva protony a dva neutrony).

Poločas rozpadu znamená, že polovina všech jader plutonia-238 se rozpadne na uran-234 (poločas rozpadu 246 000 let).

Právě kinetickou energii letících jader hélia 4 lze využít nejen k ohřívaní sondy, ale pomocí termočlánků také přeměnit na elektrickou energii. Například marsovské vozítko Curiosity veze 4,8 kg plutonia, které každou sekundu vyšle do okolí 2700 bilionů jader hélia 4 - to stačí ke generování 125 W elektrické energie a 2000 W tepelné energie.

, resp. její Laboratoř proudového pohonu JPL (Jet Propulsion Laboratory), nyní pracuje na vylepšené verzi RTG generátoru.

Nově vyvíjený Vylepšený radioizotopový generátor eMMRTG (Enhanced Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator ) vykazuje až o 25 % větší účinnost než původní RTG.

Podle simulací bude mít sonda osazená eMMRTG po 17 letech o 50 % více energie. Díky tomu je možné ušetřit množství drahoceného plutonia a zároveň prodloužit délku mise budoucích sond.

Jak pohánět sondy v hlubokém vesmíru?

“S více efektivním termoelektrickým systémem můžeme použít méně plutonia. Můžeme jít dále, po delší dobu a dovolit si více věcí,” komentuje vývoj eMMRTG Sabah Bux, technoložka pracující na projektu v JPL.

Tajemstvím úspěchu eMMRTG je využití speciálních materiálů nazvaných skutterudity (podle norské lokality Skutterud). Jedná se o světle šedý až cínově bílý nerost arzenidu kobaltu. Skutterudity patří v současné době celosvětově mezi nejstudovanější materiály vůbec.

Není divu, jedná se o materiál se stejnou vodivostí, jako kovy, ale zahřívá se podobně, jako sklo. Takové vlastnosti jsou ideální pro konstrukci nové generace vysoce účinných elektrických termočlánků.

V současné době představuje odpadní teplo přibližně 60 % veškeré celosvětové spotřebované energie. Nová generace termočlánků tak v budoucnu může výrazně snížit světovou spotřebu energie.

Uvažuje se například o použití skutteruditů pro výrobu výfukového potrubí hybridních automobilů. Takové potrubí dokáže přeměnit odpadní teplo výfukových plynů na elektrickou energii.

Stejně tak lze využít skutterudity tam, kde je vyžadováno při výrobě obrovské množství tepla - například při výrobě skla, keramiky nebo dokonce solárních článků.

“Pokud někde vzniká odpadní teplo, skutterudity mohou být použity pro vylepšení účinnosti a přeměnit teplo na použitelnou elektrickou energii,” říká Thierry Caillat, vedoucí projektu výzkumu nových termočlánku v JPL.

Pokud půjde výzkum nových termočlánků dobře, poslouží eMMRTG generátory k pohonu sond v rámci programu New Frontiers. V rámci programu se počítá například s přistáním na povrch Venuše nebo s vysláním sondy, která získá a dopraví na Zemi vzorek prachu z jádra komety.

Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Je vhodnější použít název Peltierův článek než termočlánek.

Obrázek uživatele Kuk

Takže my zasíráme Mars radioaktivním plutoniem ještě dřív než se tam dostanem...

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá - Leave the oil in the soil and the coal in the hole. - Sekám a vysávám na baterky. // Jak vkládat odkazy bez registrace. Stačí vložit mezeru www. link.com www.freeghosn.com #freeghosn ‪#‎BasuraChallenge‬ ‪#‎trashtag‬

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Řekl bych, že Marsovskou radiaci to neovlivní.

Obrázek uživatele Kuk

Až se tam budou pohybovat lidi tak to může ovlivnit je.

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá - Leave the oil in the soil and the coal in the hole. - Sekám a vysávám na baterky. // Jak vkládat odkazy bez registrace. Stačí vložit mezeru www. link.com www.freeghosn.com #freeghosn ‪#‎BasuraChallenge‬ ‪#‎trashtag‬

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

No, spíš si myslím, že NASA potřebuje s plutoniem šetřit. Už čtvrt století ho nikdo nevyrábí, a nikdo neví, jak bude vypadat kosmický výzkum, až dojdou staré zásoby.

Obrázek uživatele Jolinar

jestli je novy termoclanek o 25% efektivnejsi tak misto 125 W vyrobi 156W, tak by mne teda zajimalo o kolik to prodlouzi zivotnost generatoru. Nejak se mi nechce verit ze tech 31W navic prida treba 50 let k zivotnosti, aby se z toho stal jak pisete "stoletý zdroj energie" :-)

Obrázek uživatele Josef

V článku se mluví o mnohem lepším zužitkování odpadního tepla. Takže hádám, že využití v elektrické části bude efektivnější o více než 25 %.

Obrázek uživatele PaRi

Pokud budou chtít prodloužit jeho životnost, budou muset pohnout s poločasem rozpadu, tedy zvolit jiný radioaktivní prvek. Bohužel na výběr toho moc není a plutonium má z nich poločas rozpadu nejdelší. Zajímavé je ještě stroncium (29 let), které používali v SSSR v asi 1500 majácích v severních mořích a vyrobili následně docela pěknou ekologickou katastrofu.

Úsporu v množství si dokáži představit díky vyšší efektivitě.

Obrázek uživatele Kuk

To stroncium z těch majáků prý bylo často i ukradeno a nikdo neví kde je teď pohozený.

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá - Leave the oil in the soil and the coal in the hole. - Sekám a vysávám na baterky. // Jak vkládat odkazy bez registrace. Stačí vložit mezeru www. link.com www.freeghosn.com #freeghosn ‪#‎BasuraChallenge‬ ‪#‎trashtag‬


EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanicAutonabíjení.cz - vše pro Váš elektromobilKariéra EVC GroupNabíječky elektromobilů Circontrol
O ČEM SE PRÁVĚ DISKUTUJE?