НАСА працює з plutonium-238

Видобуток високофлюзивних ізотопних реакторів у Національній лабораторії Дубаю виробляється невелика кількість плютонію-238 для НАСА, збагачення нептунію-237.

Виробництво ядерного палива Sluggish є застарілими планами НАСА для запуску атомних космічних апаратів. Якщо проблема не вирішується, то вам доведеться обмежити себе сонячною енергією.

Ідеальним паливом для ядерної двигуна є плютоній-238 (Pu-238). Чотири кілограми палива достатньо для живлення корабля протягом десятиліть. НАСА провів 140 кг плютонію в своїй історії, в тому числі на експериментах за програмою Аполлона, на місії Galileo до Юпітера, на надсиланні пристроїв серії Pioneer і Voyager. прямо зараз, plutonium є забезпечення тепла і електрики до ровера каріозності, орбітальна станція Кассіні біля Сатурна, новий горизонтальний космічних апаратів, які летять на пояс Kuiper.

Плутоній дуже корисний для роботизичних зон, які можуть зануритися в глибини льоду супутників в сонячній системі, де є підземні океани води. Для літаків, які будуть літати в атмосферу інших планет і вивчати нові території. Для суден, які подорожують на озерах та річках рідких метану та етану на поверхні Титана. Для багатьох інших місій. Але плютоній ведеться, і є підозра, що ядерні двигуни повинні бути покинутими, якщо політичного рішення прийнято.

У 1988 році в 1988 р. було закуплено виробництво трубопровідної флютонії-238. У 1992 році У.С. Департамент енергетики підписав п’ятирічний договір на придбання ізотопу з РФ в кількості 10 кг та можливість збільшення поставок не більше 40 кг. У рамках договору було укладено кілька контрактів, продовжено угоду. У 2009 році вантажі були перервані через реструктуризацію російської атомної галузі, а зараз НАСА знаходиться в важкому положенні.

Атемпти кафедри енергії збагачувати Pu-238 на Національній лабораторій Дуба Рідж не дають прийнятного результату: виробництво ізотопу з нептунію-237 занадто мало.

НАСА має всього 35 кілограмів пу-238, що залишилося на складі, а також радіоактивний розпад 18 35 кілограмів занадто слабкий для використання в існуючих термоелектричних генераторах НАСА. Згідно з експертами, 17 кг палива вистачить тільки чотири генератори, одна з яких вже зарезервована для перевалу в складі місії Марса 2020.

У 2013 році після двадцять п'ятирічного ходу У.С. Відділ енергетики відновив виробництво плютонію-238 у Національній лабораторії Дуба Руж, але проект зіткнувся з технічними проблемами і був вже за розкладом, тому навряд чи досягне запланованої потужності 1,5 кг плютонію на рік 2021 року. Замість інженерів говорять про виробництво 0,5 кг на рік за 2019 рік.

Питання неодноразово піднялися в конгресі, намагаючись витягувати інформацію з НАСА про сучасний стан справ, кількість флютонію, необхідних і можливих способів її отримання, але Національне космічне агентство залишається безшумним. На парламентських комітетах було ще одна спроба пройти розвідувальний акт Еффіктивного Space, щоб планувати постачання НАСА, але це також застряло.

З іншого боку, НАСА тепер не має плану і ніякого чіткого розуміння того, що робити далі. Незалежні експерти критикували позицію НАСА, яка не потребує додаткових резервів флутонію. Вони кажуть, що поточний запас досить для запланованих місій. Але це класичний приклад замкненого кола. Заказник є достатнім, оскільки планується кілька місій. Заплановані завдання, оскільки є недолік флютонію. Якщо було більше палива, буде більше використовуватися.

Наприклад, протягом декількох десятиліть вчені мріяли про те, що надсилання пробу до Європи, місяць Юпітера, де життя може теоретично існувати під льодом. Але ці плани постійно відкладаються через занадто багато плютонію. Останній проект, Орбітер Юпітер Європи, необхідний 17.6 кг Pu-238, який більше, ніж НАСА має на складі.

Проблема складається з того, що в 2013 році Конгресом та Білим Дім перемістили вартість до НАСА для перезавантаження виробничої лінії для флутонії та дослідницьких лабораторій. Зараз ці витрати на $ 50 млн на рік. У міру падіння вартості на плечі НАСА необхідно зменшити фінансування на деякі науково-технічні програми, в тому числі програми для створення нових типів генераторів, які можуть зменшити споживання плютонію. Це веселе коло.

Інженери намагаються вирішити проблему по-різному. Наприклад, існує ідея для запуску в Європу не пробес на флютонію, але орбітатор на сонячну енергію, який буде виконувати серію винахідливих маневрів, підіймаючи поверхню на невеликій відстані.

У деяких повагах сонячні панелі навіть отримують користь від термоелектричних генераторів: вони зважують менше, розгортаються на бажаній потужності, в залежності від потреб приладу. Так, для місії в Європу знадобиться сонячні батареї площею 50 м2. Акумулятори будуть протестовані на Черно, які прийдуть до Юпітера в липні 2016 року.

Зіткнувшись з недоліком флютонію, інженери змушені спиратися на сонячну енергію і підвищити технологію: збільшити ефективність сонячних батарей за допомогою концентраторів і дзеркал, панелей нового дизайну.

Але неважливо, як працюють тверді інженери, є завдання, які є фундаментально неможливими для забезпечення сонячної енергії. А в цілому, якщо ви думаєте про це, то ж майстр Philae тепер продовжить працювати на парі 67P/Churyumov-Gerasimenko, якщо він був закріплений ядерним двигуном, не сонячними панелями. В цілому, ми повинні або переговори з Росією або приймати політичні рішення для відновлення ядерної програми, яка була припинена з закінченням холодної війни.

Джерело: geektimes.ru/post/262544/