Americium-241, NASA'nın en uzun uzay görevlerinde yakında plütonyum yakıtının yerini alabilir.

Americium-241, NASA'nın en uzun uzay görevlerinde yakında plütonyum yakıtının yerini alabilir.

Derin uzayı keşfetme yarışında NASA, yeni bir nükleer yakıt türüne güveniyor.

Dünyanın önde gelen uzay ajansı, 60 yılı aşkın süredir Güneş'ten uzakta görev yapan uzay araçlarına istikrarlı ve uzun vadeli elektrik gücü sağlamak için radyoizotop güç sistemlerine (RPS) güveniyor.

Geleneksel olarak tercih edilen radyoizotop plütonyum-238'di. Ancak şimdi araştırmacılar, Avrupa'da aktif olarak geliştirilmekte olan ve şu anda ABD'de test aşamasında olan bir yakıt olan americium-241'e odaklanıyor.

Daha uzağa, daha ucuza, daha uzun süre yakıt ikmali

Bu yılın başlarında, Cleveland'daki NASA Glenn Araştırma Merkezi, americium-241 ısı kaynağı simülatörleriyle çalışan bir Stirling jeneratörünü test etmek için Birleşik Krallık'taki Leicester Üniversitesi ile ortaklık kurdu.

Kurulumda, amerikyum bozunmasının termal çıktısını taklit eden elektrikle ısıtılan cihazlar kullanıldı ve bu da mühendislerin radyoaktif malzemelerle uğraşmadan performans ve güvenilirliği güvenli bir şekilde değerlendirmelerine olanak tanıdı.

Geleneksel ısı motorlarının aksine, Stirling konvertörü krank mili veya dönen yataklar olmadan yüzen pistonlar kullanır; bu tasarım, minimum aşınmayla onlarca yıl boyunca kesintisiz çalışmasını sağlar.

Araştırmacılar, bir konvertör arızalandığında bile güç üretmeye devam eden bir Stirling jeneratör test ortamını başarıyla sergilediler. Bu, derin uzayda güç kaybını göze alamayan görevler için önemli bir özelliktir.

Glenn'de makine mühendisi olan Salvatore Oriti, "Konsept sadece bir tasarım olarak başladı ve onu prototip seviyesine, yani jeneratörün uçuş versiyonuna yakın bir seviyeye taşıdık," dedi.

"Daha etkileyici olan kısım ise, bunu ne kadar hızlı ve ucuza tamamladığımızdı; bu da NASA ve Leicester Üniversitesi ekipleri arasındaki büyük bir sinerji sayesinde mümkün oldu. Aynı frekanstaydık ve aynı zihniyeti paylaşıyorduk."

Performans ve verimlilik hedeflerine ulaşılmasıyla birlikte NASA, daha düşük kütleli, daha yüksek doğruluklu ve çevresel testlere hazır yeni nesil bir test yatağı geliştirmeyi planlıyor.

Americium-241, başarılı olursa, NASA'nın güneş ışığının kıt olduğu ve güvenilirliğin tartışmasız olduğu dış Güneş Sistemi ve ötesine yönelik görevler için güç seçeneklerini genişletebilir.

Leicester Üniversitesi araştırma görevlisi Hannah Sargeant, "Bu test yatağı tasarımının en önemli özelliği, arızalı bir Stirling dönüştürücüsüne elektrik gücü kaybı olmadan dayanabilmesidir," dedi.

"Bu özellik, test kampanyasında başarıyla kanıtlandı ve uzun süreli görevler de dahil olmak üzere potansiyel gelecekteki uzay uçuşu görevleri için bir Amerikyum-Radyoizotop Stirling Jeneratörünün sağlamlığını ve güvenilirliğini vurguluyor."

On Yıllara Dayanan Güç

NASA'nın amerisyum-241'e olan ilgisi, yalnızca robotik uzay araçları için değil, aynı zamanda gelecekteki mürettebatlı görevler ve ay yüzeyi operasyonları için de uzun ömürlü, kompakt ve verimli güç sistemlerine olan talebin arttığı bir dönemde ortaya çıkıyor.

432 yıllık nispeten uzun yarı ömrü ve daha erişilebilir üretim rotalarıyla amerisyum-241, daha pahalı ve büyük ölçekte üretimi daha zor olan plütonyum-238'e karşı güçlü bir alternatif sunuyor.

Avrupa Uzay Ajansı yıllardır amerisyumla çalışan sistemler geliştiriyor ve NASA'nın Leicester Üniversitesi ile iş birliği doğrudan bu ilerlemeye dayanıyor.

Glenn ekibi şu anda test ortamının bir sonraki versiyonu üzerinde çalışıyor: daha hafif, daha verimli ve fırlatma ve uzay yolculuğunun zorlu çevresel koşullarına dayanabilen bir versiyon.

Yaklaşan testler, sistemin gerçek dünya görevlerinin zorluklarına dayanabilmesini sağlamak için muhtemelen titreşime, termal döngüye ve vakum koşullarına tabi tutulacak.

Eğer tam olarak gerçekleştirilirse, americium yakıtlı Stirling jeneratörleri, Ay'ın sürekli gölgede kalan kraterleri veya Jüpiter ve Satürn'ün buzlu uyduları da dahil olmak üzere, güneş ışığının zayıf veya güvenilmez olduğu ortamlarda bilimsel araçlara, iniş araçlarına veya küçük yüzey yaşam alanlarına güç sağlayabilir.

Kaynak: IE