Главная » Хабрахабр » Национальная лаборатория Ок-Ридж решила главную проблему разработчиков космических устройств: дефицит плутония-238

Национальная лаборатория Ок-Ридж решила главную проблему разработчиков космических устройств: дефицит плутония-238

Плутоний-238 (Pu-238) — почти идеальное топливо для спутников, роверов и космических скитальцев иных типов, созданных руками человека. В 2015 году на Хабре публиковалась статья о том, что малое количество производимого плутония-238 ставит под угрозу планы НАСА по запуску космических аппаратов на термоэлектрических генераторах. Так, всего четырех килограммов топлива вполне хватит для обеспечения энергией корабля.

Но производство изотопа плутония-238 было остановлено в США еще в 1988 году. За всю историю освоения космического пространства НАСА потратило 140 кг плутония, включая эксперименты в рамках программы «Аполло», миссию «Галилео» и другие. Сейчас проблему дефицита, похоже, удалось решить.
Сделали это специалисты Национальной лаборатории Ок-Ридж. Топливо покупали у России, но его все равно не хватало. На этой неделе была опубликована информация о том, что «бутылочное горлышко» космических программ США, похоже, расширили.

НАСА для выполнения своих планов необходимо 1,5 кг плутония в год, именно такие потребности агентство озвучило вплоть до 2025 года. Национальной лаборатории Ок-Ридж удалось наладить производство, сейчас объемы увеличены с 50 граммов в год до 400. Раньше вся эта работа выполнялась вручную, но теперь пеллеты с топливом формируются в автоматическом режиме. Пеллеты включают оксид нептуния и алюминий. После того, как пеллета сформирована, она помещается в реактор, с преобразованием содержимого в плутоний-238.

Проблема возникла из-за реструктуризации российской ядерной промышленности. Стоит отметить, что у США не было бы проблем с плутонием, если бы не прервались поставки из России в 2009 году. В результате в 2015 году запасы НАСА составляли лишь 35 килограммов плутония.

В 2013 году Национальная лаборатория Ок-Ридж начала производить плутоний-238, но его было слишком мало. В 2012 году НАСА удалось достичь с чиновниками договоренности о возобновлении производства плутония-238, благодаря чему проблему дефицита постепенно удалось решить. Выработка была небольшой из-за недостатков технического процесса, большую часть манипуляций приходилось выполнять вручную.

Ну а поскольку организации пришлось практически с нуля строить производственную линию для плутония и возобновлять работу соответствующих лабораторий, то значительная часть финансирования агентства стала уходить на эти цели. НАСА пришлось самостоятельно решать проблему, поскольку Конгресс и Белый дом сняли с себя всякие обязательства по этому поводу, и предоставили агентству полную самостоятельность в этом вопросе. Некоторые научно-технические программы даже пришлось остановить, включая разработку новых генераторов, которые расходовали плутониевое топливо более экономно.

В некоторых случаях это даже более удачный вариант, поскольку фотоэлементы весят меньше, их можно разворачивать, регулируя мощность выработки электричества. В качестве решения проблемы предлагалось даже запускать аппараты, работающие исключительно на солнечной энергии. В НАСА стали проводить работу по оптимизации фотоэлементов с целью получения более эффективных солнечных панелей. К примеру, для запуска миссии к Европе понадобились бы панели площадью в 50 м2.

Ряд аппаратов слишком удалены от Солнца, так что солнечные панели не в состоянии давать столько электричества, сколько необходимо для работы устройства. Но все же это лишь частичное решение проблемы, поскольку некоторые миссии невозможно выполнить лишь при помощи энергии Солнца. В случае с аппаратом, который совершил посадку на комету Чурюмова-Герасименко элемент на плутонии был бы более предпочтительным вариантом, поскольку в этом случае устройство работало бы до сих пор, изучая комету и ее окрестности. Кроме того, иногда аппарат просто скрыт от Солнца.

Теперь все аппараты, разрабатываемые НАСА, для работы которых нужны термоэлектрические элементы, получат их вовремя и в нужном объеме. Таким образом, успехи Национальной лаборатории Ок-Ридж позволят космической программе США развиваться более активно, чем ранее.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

[Из песочницы] Прибыльность сайтов и сервисов

Эта статья будет полезна всем, кто хочет сделать собственный бизнес на веб-сайтах и сервисах. Здесь приведены примеры прибыльности и средней посещаемости сайтов через год работы. Основная цель статьи — дать приблизительное представление о сложности развития проектов для тех, кто задумал ...

Прошлое и будущее Java в интервью с Саймоном Риттером из Azul

Представляем вам интервью с Саймоном Риттером — человеком, который работал над Java с самого начала и продолжает делать это в роли заместителя технического директора Azul — компании, работающей над виртуальной машиной Zing JVM и одним из лучших сборщиков мусора, C4 ...