NASA wraz z Uniwersytetem w Leicester pracują nad nową baterią jądrową z izotopem ameryku-241. Jej trwałość to aż 433 lata.
NASA praktycznie od zawsze swoje sondy kosmiczne napędza energią pochodzącą z radioizotopów, jednak dotychczas wykorzystywano do tego głównie pluton-238 o połowicznym czasie rozpadu wynoszącym 88 lat. Najwidoczniej naukowcom nie wystarczał taki czas i stwierdzili, iż jest za krótki. Nowe źródło energii może zasilać urządzenia choćby przez 433 lata. Może to otwierać zupełnie nowe perspektywy w kontekście długoterminowych misji kosmicznych.
Ameryk-241 emituje ciepło w wyniku rozpadu promieniotwórczego. To właśnie ono jest wykorzystywane w radioizotopowych systemach zasilania (RPS), które napędzają m.in. łaziki na Marsie, satelity czy sondy międzygwiezdne. Jaka jest różnica względem w tej chwili stosowanego rozwiązania? Jest to przede wszystkim sama trwałość. Zamiast kilkudziesięciu lat – setki. A to oznacza, iż po raz pierwszy w historii może stać się możliwe konstruowanie urządzeń, które przetrwają nie tylko misję, ale i kilka następnych pokoleń inżynierów.
NASA i Uniwersytet w Leicester już testują
Jak czytamy na łamach Popular Mechanics, NASA i Uniwersytet w Leicester już teraz rozpoczęli testy baterii opartych na ameryku-241. Pamiętajmy, iż istotne znaczenie ma tu nie tylko sam materiał paliwowy, ale też sposób jego przetwarzania na energię elektryczną. Zamiast klasycznego mechanizmu korbowego testowane są tzw. wolnoporuszające się konwertery Stirlinga. Jest to nowoczesny typ silników cieplnych, które przekształcają ciepło (np. z rozpadu radioizotopów) bezpośrednio w energię elektryczną, ale bez klasycznego występowania mechanicznych elementów tarcia. Zamiast tego wewnątrz urządzenia znajdują się tłoki, które się swobodnie poruszają – unoszą się i opadają pod wpływem zmian ciśnienia gazu wewnątrz komory silnika.
Choć ameryk-241 dopiero wchodzi do użytku, systemy oparte na RPS działają nieprzerwanie od lat. Najlepszym przykładem są Voyager 1 i 2, które mimo upływu dekad wciąż nadają do nas sygnały. NASA podkreśla, iż już w 2020 r. ich silnik Stirlinga osiągnął 14 lat bezawaryjnej pracy. Jest to doskonały punkt odniesienia dla przyszłych misji.
Jeżeli projekt się powiedzie, to być może będziemy świadkami narodzin pierwszych sond wielopokoleniowych, które dotrą tam, gdzie ludzkość nie śniła choćby sięgnąć. I być może jako cywilizacja przestaniemy myśleć o eksploracji kosmosu w perspektywie dekad, a zaczniemy planować je na tysiąclecia.
