Surse de energie autonome pentru nave spațiale

Principala problemă a tuturor stațiilor interplanetare automate sau a sateliților este lipsa unei surse independente de energie care alimentează aparatul și, fără aceasta, procesul de stăpânire a studiului este semnificativ complicat. Folosirea bateriilor solare întotdeauna și peste tot este departe de a fi o opțiune - sunt prea dependente de raza și poziția Soarelui și necesită, de asemenea, eforturi și calcule suplimentare. De aceea, oamenii de știință și cercetătorii se gândesc la o modalitate economică și convenabilă de a furniza navei spațiale cu energie de zeci de ani.

Există multe opțiuni și vom acoperi unele dintre ele. Așadar, în 1913, omul de știință Henry Moseley a dezvoltat un generator care transformă energia reacțiilor nucleare spontane într-un curent electric. Simplitatea ingenioasă a designului a născut punctele de vedere ale lumii științifice. O sferă placată cu argint din interior, în care a fost plasat radiul, a făcut posibilă obținerea energiei electrice, cu toate acestea, eficiența acestei baterii s-a dovedit a fi foarte scăzută, dar degajarea de căldură care s-a format în acest proces și-a servit scopul.

henry moose cu invenția sa

În „Lunokhod” sovietic au fost folosite capsule similare pentru încălzirea compartimentului instrumentului. În ciuda faptului că capsula a fost considerată doar ca un element generator de căldură, iar cantitatea de energie electrică eliberată a rămas la un nivel prea scăzut, evoluțiile în această direcție au continuat, iar oamenii de știință au reușit să obțină un rezultat bun. Acest lucru este demonstrat cel puțin de faptul că centrala electrică MarsScience Labaratory NASA (aterizată pe Marte pe 6 august 2012) folosește o centrală electrică bazată pe principiul transformării căldurii emanate de plutoniul-238 în electricitate.

generator de radioizotopi folosit în MarsScience Labaratory

Dezvoltările și îmbunătățirile NASA nu se opresc la generatorul de radioizotopi. Un proiect chiar mai vechi este acum finalizat și îmbunătățit în laboratoarele lor. În 1816, așa-numitul motor Robert Stirling a devenit cunoscut publicului. Avantajul său, spre deosebire de un generator de radioizotopi, este eficiența serioasă a dispozitivului - până la 30% (comparativ cu 7% din generatorul anterior). Funcționarea motorului se bazează pe o schimbare ciclică a temperaturii fluidului de lucru. Când este încălzit, gazul se extinde și acționează pistonul, umplând partea răcită a cilindrului. Răcire - se micșorează în consecință.

Principiul de funcționare al motorului Stirling

Dacă cititorul se gândește la asta, este destul de dificil să ne imaginăm procesul de conversie a energiei nucleare în energie termică, apoi în energie cinetică și abia apoi în electricitate. Și să ne imaginăm o centrală nucleară cu un piston amintește complet de ceva dintr-un fantastic steam-punk, dar în practică totul este mult mai ușor și nu apar probleme. NASA promite să lanseze un astfel de motor până în 2016 și, în acest stadiu, rezolvă problema comportamentului mecanismului în condiții de supraîncărcare și schimbări de temperatură în timpul zborului, însă rezolvarea acestei probleme este puțin probabil să fie o sarcină excesiv de dificilă pentru specialiști.

Și o altă opțiune este utilizarea unui reactor nuclear ca generator. De-a lungul istoriei astronauticii, reactoarele nucleare nu au fost atât de des în spațiu și, cu atât mai mult, nu au fost utilizate atât de des. Și majoritatea acestor instalații nu au folosit niciodată o reacție în lanț, ci s-au bazat exclusiv pe căldura degajată în timpul decăderii plutoniului-238. Cu toate acestea, toate acestea nu exclud noi oportunități.

În mod tradițional, reactorul are aceleași probleme - masa lor este de un ordin de mărime mai mare decât cea a bateriilor radioizotopice, dar fiabilitatea este mult mai mică. Dacă încercați să reduceți reactorul, atunci apare o altă problemă - reacția în lanț se oprește când conținutul izotopului 235 scade. Mai mult, o durată de viață destul de scurtă. Desigur, este posibil să ne imaginăm un scenariu în care combustibilul uzat va fi îndepărtat și realimentat pe orbită, dar costurile nu merită (iar reactorul va eșua în fiecare an).

centrala nucleara plop

Și, de asemenea, vă puteți face griji cu privire la problema returnării reactorului pe Pământ, totuși, există suficiente resturi diferite pe planetă. Într-un fel sau altul, evoluțiile în diferite direcții pentru rezolvarea problemei sprijinului navelor spațiale autonome vor continua și noi abordări și metode sunt deja plăcute astăzi. Rămâne să credem NASA și să așteptăm 10-20 de ani - după o astfel de perioadă agenția promite să rezolve această sarcină dificilă.

Copyright © | 2021