NASA-მ მწვანე შუქი მისცა როჩესტერის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის პროექტს, რათა შეექმნა ბირთვული ენერგიის წყარო ათჯერ უფრო მცირე, ვიდრე ამჟამად გამოყენებული პლანეტარული მისიებისთვის.
დღეს მოქმედი თანამგზავრების უმეტესობა იკვებება მზის პანელებით, რომლებიც მზის შუქს ელექტროენერგიად გარდაქმნიან ფოტონების შთანთქმით და პანელის უჯრედების მასალებში პოტენციური დისბალანსის შექმნით, რომლებიც წარმოქმნიან ელექტრო დენს. ეს პანელები თავის საქმეს ძალიან კარგად ასრულებენ, მაგრამ ღრმა სივრცეში მარსის ორბიტის მიღმა, ან მძიმე პირობებში, როგორიცაა მარსის მტვრის ქარიშხალი ან გრძელი ღამეები მთვარეზე, მზის შუქი უბრალოდ ვერ გამოიმუშავებს საჭირო ენერგიას.
როგორც ალტერნატივა, ბევრი კოსმოსური ხომალდი ატარებს ბორტზე რადიოიზოტოპური თერმული გენერატორების (MMRTGs) მრავალ მისიას, რომლებიც იყენებენ ტემპერატურულ გრადიენტს ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რადიოიზოტოპი წარმოქმნის სითბოს და თერმოწყვილები მას პირდაპირ ელექტროენერგიად გარდაქმნის. ეს პრინციპი ცნობილია ინჟინრებისთვის და ფართოდ გამოიყენება დედამიწაზე ისეთი ნივთებისთვის, როგორიცაა ნავთი მომუშავე რადიოები და ღუმელები, რომლებსაც ასევე შეუძლიათ მობილური მოწყობილობების დამუხტვა.
MMRTG-ების პრობლემა არის ის, რომ ისინი შედარებით მოცულობითია. მაგალითად, NASA-ს Perseverance როვერზე გამოყენებული წყვილის დიამეტრი 64 სმ, სიგრძე 66 სმ და წონა 45 კგ. თითოეული მათგანი შეიცავს 4,8 კგ პლუტონიუმის დიოქსიდს საწვავად, რომელიც სითბოს ამარაგებს მყარი მდგომარეობის თერმოწყვილებს რადიოაქტიური ელემენტების დაშლის დროს.
შედეგად, ეს MMRTG განკუთვნილია ძალიან დიდი კოსმოსური ხომალდებისთვის და Perseverance არის SUV-ის ზომა. ეს იმის გამო ხდება, რომ გამოყენებული სისტემას აქვს მხოლოდ იმდენი სპეციფიკური სიმძლავრე, რაც არის საზომი იმისა, თუ რამდენი ვატი სიმძლავრე შეიძლება გამომუშავდეს აპარატის ერთეულზე. საოჯახო მანქანას აქვს სპეციფიკური სიმძლავრე 50-დან 100 ვტ/კგ-მდე, ხოლო მოიერიშე თვითმფრინავს აქვს დაახლოებით 10 ვტ/კგ. ამის საპირისპიროდ, MMRTG-ს აქვს თანაფარდობა დაახლოებით 000 ვტ/კგ.
შესაძლო მოწყობილობის ზომის, წონისა და სიმძლავრის (SWaP) თერმოდინამიკის გათვალისწინებით, NASA-ს პროექტი იმედოვნებს, რომ შეამცირებს ამ თანაფარდობას სიდიდის ბრძანებით 3 ვტ/კგ-მდე, მოცულობის თანაბრად მნიშვნელოვანი შემცირებით.
ეს მიიღწევა ახალი პრინციპის გამოყენებით, რომელიც არსებითად არის მზის პანელი, რომელიც მუშაობს პირიქით. როდესაც მზის პანელი შთანთქავს სინათლეს, მისი ნაწილი გარდაიქმნება ელექტროენერგიად, ხოლო უმეტესი ნაწილი გარდაიქმნება სითბოში. ახალი რადიოიზოტოპური ენერგიის წყარო მუშაობს თერმორადიაციული ელემენტის პრინციპზე, სადაც ინფრაწითელი შუქის სახით სითბო ურტყამს პანელს ინდიუმის, დარიშხანის, ანტინომიისა და ფოსფორისგან დამზადებული ელემენტებით სხვადასხვა კომბინაციებში. ეს ქმნის პოტენციურ განსხვავებას საპირისპირო პოლარობით, რაც ხდება მზის უჯრედებში.
მოკლედ, თერმორადიაციული ელემენტი წარმოქმნის ელექტროენერგიას სითბოსგან და გამოყოფს დახარჯულ ენერგიას ინფრაწითელი ფოტონების სახით. ეს არა მხოლოდ მუშაობს მზის პანელის საპირისპირო მიმართულებით, არამედ ბევრად უფრო ეფექტურიცაა. შედეგი არის ახალი თერმული გამოსხივების გენერატორი (TRG).
თუ ამ ახალი ტექნოლოგიის პრაქტიკაში გამოყენება შესაძლებელი იქნება, ეს ნიშნავს, რომ მომავალი მისიები იუპიტერში და მის ფარგლებს გარეთ, ან მთვარის პოლარული რეგიონების მუდმივად დაჩრდილულ კრატერებში, შეძლებენ გამოიყენონ CubeSat ზომის კოსმოსური ხომალდები მცირე გენერატორებით, რათა უზრუნველყონ მათ ყველაფერი. ძალა, რომელიც მათ სჭირდებათ.
ასევე საინტერესოა: