Там, где мёрзнут панели и гаснет свет, NASA запускает ядерное сердце на 400 лет
NewsMakerАмериций-241: скромный изотоп, который может перекроить будущее космоса.
В стремлении продвинуть границы освоения космоса, NASA делает ставку на новый тип ядерного топлива, способный обеспечить работу аппаратов там, где солнечный свет недоступен или недостаточен.
Более шести десятилетий космическое агентство использовало радиоизотопные источники энергии, полагаясь преимущественно на плутоний-238. Он стабильно обеспечивал питание для зондов, работающих далеко от Солнца. Но теперь на первый план выходит америций-241 — изотоп, который активно разрабатывается в Европе и в настоящее время проходит испытания в США.
В начале года Центр Гленна в Кливленде при поддержке Университета Лестера протестировал генератор Стирлинга, имитирующий работу с америцием-241. Вместо радиоактивного материала использовались нагревательные элементы, воспроизводящие тепловыделение при распаде америция, что позволило безопасно отработать ключевые параметры устройства.
В отличие от традиционных термоэлектрических систем, преобразователь Стирлинга не содержит кривошипов или вращающихся подшипников. Его конструкция основана на плавающих поршнях, что минимизирует износ и делает возможной многолетнюю бесперебойную работу — крайне важное условие для глубококосмических миссий, где ремонт невозможен. Более того, испытания показали: даже при отказе одного модуля система продолжает вырабатывать электричество, не теряя функциональности.
По словам инженера НАСА Сальваторе Орити, проект начинался с чисто теоретической схемы, но за короткий срок специалисты создали почти лётный образец генератора. Он особо отметил, что столь стремительное и экономичное воплощение стало возможным благодаря тесному взаимодействию между американской и британской командами.
Все целевые характеристики установки были достигнуты, и теперь NASA готовится к следующему этапу — созданию облегчённой версии с улучшенной точностью, подходящей для испытаний в условиях, приближенных к реальному космосу. Если разработку удастся довести до эксплуатационного уровня, америций-241 расширит арсенал энергетических решений для миссий к отдалённым планетам и их спутникам, где надёжность критична, а солнечные панели теряют эффективность.
Как подчеркнула Ханна Сарджент из Лестера, отличительной чертой нового прототипа стало то, что он сохраняет стабильную подачу энергии даже при выходе одного из преобразователей из строя. Этот результат стал наглядной демонстрацией устойчивости и надёжности будущей установки, способной работать десятилетиями в автономном режиме.
Интерес NASA к америцию объясняется не только техническими преимуществами. Изотоп имеет период полураспада 432 года, его производство обходится дешевле и проще масштабируется по сравнению с плутонием-238, запасы которого ограничены. Европейское космическое агентство уже давно занимается разработкой подобных решений, и нынешнее сотрудничество американских инженеров с Университетом Лестера напрямую опирается на наработки ЕС.
Следующим шагом станет создание усовершенствованного испытательного стенда: более лёгкого, энергоэффективного и стойкого к перегрузкам при запуске и к условиям космического вакуума. В числе запланированных проверок — тесты на вибрационную нагрузку, температурные циклы и герметичность в условиях низкого давления.
В перспективе такие генераторы смогут питать научные модули, посадочные платформы и даже небольшие обитаемые базы — в том числе в теневых зонах Луны или на замёрзших спутниках Юпитера и Сатурна, где солнечная энергия недоступна или нестабильна. Если проект будет доведён до рабочего уровня, он может стать основой для энергообеспечения долгосрочных экспедиций за пределы внутренней Солнечной системы.
В стремлении продвинуть границы освоения космоса, NASA делает ставку на новый тип ядерного топлива, способный обеспечить работу аппаратов там, где солнечный свет недоступен или недостаточен.
Более шести десятилетий космическое агентство использовало радиоизотопные источники энергии, полагаясь преимущественно на плутоний-238. Он стабильно обеспечивал питание для зондов, работающих далеко от Солнца. Но теперь на первый план выходит америций-241 — изотоп, который активно разрабатывается в Европе и в настоящее время проходит испытания в США.
В начале года Центр Гленна в Кливленде при поддержке Университета Лестера протестировал генератор Стирлинга, имитирующий работу с америцием-241. Вместо радиоактивного материала использовались нагревательные элементы, воспроизводящие тепловыделение при распаде америция, что позволило безопасно отработать ключевые параметры устройства.
В отличие от традиционных термоэлектрических систем, преобразователь Стирлинга не содержит кривошипов или вращающихся подшипников. Его конструкция основана на плавающих поршнях, что минимизирует износ и делает возможной многолетнюю бесперебойную работу — крайне важное условие для глубококосмических миссий, где ремонт невозможен. Более того, испытания показали: даже при отказе одного модуля система продолжает вырабатывать электричество, не теряя функциональности.
По словам инженера НАСА Сальваторе Орити, проект начинался с чисто теоретической схемы, но за короткий срок специалисты создали почти лётный образец генератора. Он особо отметил, что столь стремительное и экономичное воплощение стало возможным благодаря тесному взаимодействию между американской и британской командами.
Все целевые характеристики установки были достигнуты, и теперь NASA готовится к следующему этапу — созданию облегчённой версии с улучшенной точностью, подходящей для испытаний в условиях, приближенных к реальному космосу. Если разработку удастся довести до эксплуатационного уровня, америций-241 расширит арсенал энергетических решений для миссий к отдалённым планетам и их спутникам, где надёжность критична, а солнечные панели теряют эффективность.
Как подчеркнула Ханна Сарджент из Лестера, отличительной чертой нового прототипа стало то, что он сохраняет стабильную подачу энергии даже при выходе одного из преобразователей из строя. Этот результат стал наглядной демонстрацией устойчивости и надёжности будущей установки, способной работать десятилетиями в автономном режиме.
Интерес NASA к америцию объясняется не только техническими преимуществами. Изотоп имеет период полураспада 432 года, его производство обходится дешевле и проще масштабируется по сравнению с плутонием-238, запасы которого ограничены. Европейское космическое агентство уже давно занимается разработкой подобных решений, и нынешнее сотрудничество американских инженеров с Университетом Лестера напрямую опирается на наработки ЕС.
Следующим шагом станет создание усовершенствованного испытательного стенда: более лёгкого, энергоэффективного и стойкого к перегрузкам при запуске и к условиям космического вакуума. В числе запланированных проверок — тесты на вибрационную нагрузку, температурные циклы и герметичность в условиях низкого давления.
В перспективе такие генераторы смогут питать научные модули, посадочные платформы и даже небольшие обитаемые базы — в том числе в теневых зонах Луны или на замёрзших спутниках Юпитера и Сатурна, где солнечная энергия недоступна или нестабильна. Если проект будет доведён до рабочего уровня, он может стать основой для энергообеспечения долгосрочных экспедиций за пределы внутренней Солнечной системы.