Присоединяйтесь к нашим группам

У NASA недостаточно ядерного топлива для миссий в дальнем космосе

У NASA недостаточно ядерного топлива для миссий в дальнем космосе

Американское космическое агентство NASA строит грандиозные планы по исследованию Вселенной, но будущее этих проектов под угрозой, пишет на страницах Forbes астрофизик Итан Сигель. По его словам, в США заканчиваются запасы радиоактивного плутония-238, без которого полёты в дальний космос серьёзно усложнятся.

15 12 2018
13:31

На закате 2018 года учёные NASA отмечают новое достижение. Лишь второй раз в истории человечества функционирующему космическому аппарату удалось покинуть Солнечную систему, пишет обозреватель Forbes, астрофизик Итан Сигель.

Американский аппарат «Вояджер-2» вслед за своим близнецом «Вояджером-1» стал ещё одним рукотворным объектом, который преодолел гелиопаузу и вошёл в межзвёздное пространство. Несмотря на то, что этим кораблям уже более 40 лет и что они находятся дальше, чем другие искуственные космические объекты, сигналы с них всё ещё поступают на Землю.

Причина в том, «Вояджеры» используют в качестве источника питания специальный изотоп плутония — Pu-238. США производили это вещество в огромном количестве с 1940-х по 1980-е годы, но практически не производят сегодня. В результате планы NASA по исследованию дальнего космоса оказываются существенно ограниченными, отмечает автор статьи.

По его словам, при планировании космической миссии всегда необходимо учитывать энергетические потребности. При удалении аппарата от Солнца и увеличении сроков его эксплуатации нельзя рассчитывать на обычное топливо, аккумуляторы или солнечные батареи.

Поэтому на протяжении многих лет миссии по исследованию дальнего космоса полагались на Pu-238. Период полураспада этого невероятного мощного радиоактивного вещества составляет 88 лет, а один килограмм в чистом виде генерирует 568 Вт мощности.

Плутоний-238 — это весьма примечательный материал ещё и по другой причине. Он фактически не представляет опасности, если только не сотворить с ним что-нибудь «безумное». Например, растолочь в порошок и вынюхать. Кроме того, это вещество может храниться в виде оксида плутония (PuO2), который обладает огромной сопротивляемостью к экстремальным условиям, утверждает Сигель.

Таким образом Pu-238 способен обеспечивать полёт космического аппарат в течение десятилетий. Но есть одна проблема: США не производили этот изотоп плутония почти 30 лет, что стало настоящей катастрофой при сегодняшнем планировании полётов, считает автор статьи.

Плутоний-238 позволил использовать в космической отрасли радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ). Эти маленькие компактные источники энергии стали бесценными при выполнении полётов в дальний космос.

Тем не менее в конце 1980-х США полностью приостановили создание Pu-238. Хотя большинство американцев радовались окончанию холодной войны и прекращению ядерной гонки, это имело негативный эффект для науки. Объекты, производившие оружие, также производили плутоний-238. «Без этой линии производства мы обречены израсходовать этот драгоценный незаменимый актив», — сетует автор статьи.

Технология РИТЭГ дала огромное преимущество марсоходу «Кьюриосити» и межпланетной станции «Новые горизонты». Американо-европейский аппарат «Улисс», отправленный для изучения Солнца в 1990 году, имел на борту 11 килограмм Pu-238, что, вероятно, является наибольшим количеством этого материала, использованным за одну миссию.

Но несмотря на успешное применение РИТЭГ в американских и советских космических программах, страх перед ядерным загрязнением не даёт США производить этот материал в достаточном количестве даже сегодня. В итоге запасы Pu-238 сократились до ранее невиданного размера.

У NASA достаточно плутония-238, чтобы оснастить планетоход «Марс-2020» и организовать ещё одну миссию по исследованию дальнего космоса в середине следующего десятилетия. После этого американскому агентству придётся произвести или закупить это вещество.

В последние 25 лет почти весь Pu-238 NASA покупало у России, всего приобретя около 16 килограмм. Предпринималось несколько попыток возобновить производство вещества в Северной Америке, но по сравнению с 1980-ми годами эти инвестиции были микроскопическими.

Национальная лаборатория Оук-Ридж возобновила производство плутония-238 в 2013 году. Хотя в настоящее время ежегодная добыча материала не превышает нескольких сотен грамм, американские специалисты рассчитывают увеличить производство до 1,5 килограмм к 2023 году.

США строят грандиозные планы по исследованию Вселенной. Среди прочего они собираются изучить естественные спутники Сатурна и Нептуна, рассчитывая обнаружить следы жизни на их поверхности. Они также мечтают исследовать множество объектов в Поясе Койпера.

Но если не обеспечить энергетические потребности этих миссий, они никогда не состоятся. Для оптимальной работы их необходимо снабдить РИТЭГами. В плане безопасности, эффективности, веса, отдачи мощности и оптимизации проекта плутонию-238 нет равных.

Если США хотят исследовать далёкие звёзды и планеты, то им следует отказаться от «алогичных страхов». Они должны инвестировать в ресурсы, которые позволят исследовать космос не только нынешнему, но и будущим поколениям, заключает Итан Сигель.


Источник: https://www.forbes.com/





Fox News

Президент США Дональд Трамп и его супруга Меланья оказались среди претендентов на антипремию «Золотая малина» в номинации «худший актёр» и «худшая актриса второго плана» соответственно, сообщает Fox News. Кроме того, Трамп и «его нескончаемая мелочность» поборются за победу в номинации «худший экранный дуэт».

14:33 | 23.01.2019