Statki kosmiczne przewożą na pokładzie potężne ilości oprzyrządowania, które wymaga zasilania energią elektryczną. Naukowcy pracują nad nowatorską formą energii jądrowej do konwersji ciepła w elektryczność bez udziału elementów ruchomych.
Utrzymanie zasilania w pojazdach bardzo odległych misji kosmicznych decyduje o ich powodzeniu. Dostęp do energii słonecznej jest często bardzo ograniczony, zwłaszcza na orbicie Jowisza i poza nią. Nawet wokół Marsa pora nocna i burze pyłowe uniemożliwiają stabilny dopływ energii.
Radioizotopowe systemy energetyczne (RPS) to typ technologii energii jądrowej, w której ciepło wykorzystywane jest do produkcji energii elektrycznej dla potrzeb statków kosmicznych i ich instrumentów naukowych. Ciepło produkowane jest w drodze naturalnego rozpadu promieniotwórczego plutonu-238. Technologie RPS od ponad pół wieku odpowiadają za zasilanie misji Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA). W ramach finansowanego przez UE projektu "Space thermoacoustic radio-isotopic power system" (SPACE TRIPS) przystąpiono do prac nad konkurencyjną europejską technologią RPS.
Naukowcy skupili się przede wszystkim na zwiększeniu poziomu gotowości technologii wytwarzania energii elektrycznej za sprawą obiecującego sprzężenia metody termoakustycznej (TAc) i magnetohydrodynamicznej (MHD). W przeciwieństwie do konwencjonalnej technologii obiegu Stirlinga z udziałem tłoków, która jest opracowywana w Stanach Zjednoczonych, wytwarzanie energii metodą TAc-MHD odbywa się bez udziału elementów ruchomych. Energia termiczna będąca wynikiem rozpadu radioizotopu przekształcana jest w energię mechaniczną w formie wibracji. Wibracje mechaniczne wykorzystują następnie ruch ciekłego metalu w obecności magnesu, który indukuje przepływ prądu lub elektryczność.
W projekcie SPACE TRIPS spotykają się specjaliści w dziedzinie wytwarzania energii metodą TAc i MHD. Obie te metody są zaawansowane w Europie, jednak nigdy dotąd nie zostały sprzężone. Symulacje liczbowe pomogły w zdefiniowaniu specyfikacji systemu zarówno osobno, jak i po połączeniu. W pierwszej części projektu skupiono się na generalnym potwierdzeniu wykonalności sprzężenia, jako że dotychczas takie sprzężenie nie miało miejsca. W drugiej zaś części naukowcy określą wykonalność technologii w przestrzeni kosmicznej, w związku z czym zespół uwzględnia także wymogi kosmiczne generatora energii elektrycznej.
W najbliższych miesiącach nastąpi optymalizacja konstrukcji i produkcja prototypu. Technologia demonstracyjna zostanie przetestowana w celu potwierdzenia, po raz pierwszy w historii, zdolności do wytwarzania energii elektrycznej metodą sprzężenia TAc-MHD bez udziału elementów ruchomych. Ten przełomowy krok będzie bardzo istotny nie tylko ze względu na niezależność europejskich misji kosmicznych, ale także ze względu na stworzenie metody konwersji innych źródeł termicznych, takich jak energia geotermalna czy ciepło odpadowe, w energię elektryczną w sposób efektywny i opłacalny.
Kosmos - ostatnio dodane
poleca:
