Gali būti akivaizdus NASA plutonio trūkumo pabaiga. Kovo 18 d., Pirmadienįtūkst, NASA planetų mokslo skyriaus vadovas Jimas Greenas paskelbė, kad Jungtinių Valstijų energetikos departamento (DOE) gaminama plutonio-238 (Pu-238) gamyba šiuo metu yra bandymo etapuose, dėl kurių reikia pradėti visapusišką gamybą.
„Iki kalendorinių metų pabaigos turėsime išsamų Energetikos departamento planą, kaip jie galės patenkinti mūsų reikalavimus, susijusius su 1,5–2 kilogramais per metus“. Greenas sakė 44 mtūkst Praėjusį pirmadienį, Mėnulio valstijoje, Teksase, vyks Mėnulio ir planetų mokslo konferencija.
Šios naujienos ateis per greitai. Anksčiau rašėme apie artėjantį plutonio trūkumą ir jo pasekmes būsimiems giliųjų kosminių tyrinėjimų atvejams. Saulės energija yra pakankama daugeliu atvejų, kai jūs tyrinėjate vidinę saulės sistemą, tačiau, kai jūs rizikuojate išeiti už asteroido juostos, jums reikia branduolinės energijos.
Izotopo „Pu-238“ gamyba buvo sėkminga šaltojo karo pasekmė. Pirmą kartą „Glen Seaborg“ pagamintas 1940 m., Ginklų klasės plutonio (–239) izotopas gaminamas bombarduojant neptunį (kuris pats yra urano-238 skilimo produktas) su neutronais. Greitame reaktoriuje naudokite tą patį tikslinį „Neptunium-237“ izotopą. Rezultatas yra „Pu-238“. „Pu-238“ sukuria 280x daugiau nei 5060 vatų už kilogramą skilimo šilumą, palyginti su Pu-239 klasės ginklais, todėl yra idealus kaip kompaktiškas energijos šaltinis tyrimams gilumoje.
Nuo 1961 m. Buvo paleista daugiau kaip 26 JAV erdvėlaiviai, turintys daugialypės misijos radioizotopų termoelektrinius generatorius (MMRTG arba anksčiau tiesiog RTG) kaip energijos šaltinius ir tyrę kiekvieną planetą, išskyrus gyvsidabrį. RTG buvo naudojami pagal „Apollo Mėnulio paviršiaus eksperimentų paketo“ (ALSEP) mokslo naudą, kurią paliko astronautai Mėnulyje. „Cassini“, „Mars Curiosity“ ir „New Horizons“ keliauja apžiūrėti Plutono 2015 m. Liepą.
Plutonio varomos RTG yra: tik technologija, kurią šiuo metu naudojame, kuri gali atlikti giluminius kosmoso tyrinėjimus. NASA „Juno“ erdvėlaivis bus pirmasis Jupiterį pasiekęs 2016 m., Nenaudodamas branduolinės galios RTG, tačiau tam atlikti reikės 3 milžiniškų 2,7 x 8,9 metrų saulės baterijų.
Problema ta, kad plutonio gamyba JAV nutrūko 1988 m., Pasibaigus šaltajam karui. Suklasifikuota, kiek NUTA ir DOE surinko „Plutonium-238“, tačiau spėliojama, ar jo užtenka dar vienai dideliajai vėliavos laivo klasės misijai ir galbūt mažai „Scout“ klasės misijai. Be to, kai bus pagamintas plutonio-239 ginklas, jis nebus perdirbamas iš naujo norimo „Pu-238“ izotopo. Iš rusų buvo nupirktas plutonis, kuris šiuo metu valdo „Curiosity“ visame Marso paviršiuje, ir tas šaltinis baigėsi 2010 m. „New Horizons“ yra su atsarginiu MMRTG, kuris buvo pastatytas „Cassini“, kuris buvo paleistas 1999 m.
Kaip papildoma premija, misijos su plutoniu taip pat dažnai viršija lūkesčius. Pavyzdžiui, „Voyager 1 & 2“ erdvėlaivio pradinė misija truko penkerius metus ir tikimasi, kad jis tęsis dar penktą savo veiklos dešimtmetį. „Mars Curiosity“ nepatiria „dulkėtų saulės baterijų“, kurios vargina dvasią ir galimybę ir gali veikti ilgą Marso žiemą, problemų. Beje, nors „Spirit and Opportunity“ maršrutizatoriai nebuvo varomi branduoline energija, jie padarė Naudokite mažas plutonio oksido granules savo sąnariuose, kad išliktų šilta, taip pat radioaktyviąją kuriją, kad jų spektrometrai būtų neutronų šaltiniai. Net visiškai įmanoma, kad bet koks ateivių intelektas sukluptų ant penkių erdvėlaivių, kurie pabėgo iš mūsų saulės sistemos („Pioneer 10“ ir „11“, „Voyagers 1“ ir „New Horizons“) galėtų įsivaizduoti savo išvykimo iš Žemės datą, matuojant jų plutonio energijos šaltinio skilimą. (Pu-238 pusinės eliminacijos laikas yra 87,7 metų ir ilgainiui pereinant per ilgus dukterinių izotopų ciklus į švino-206, jis suyra).
Dabartinis „Pu-238“ gamybos ciklas bus atliekamas Oak Ridge nacionalinėje laboratorijoje (ORNL), naudojant jo aukšto srauto izotopų reaktorių (HFIR). „Seną“ Pu-238 taip pat galima atgaivinti, pridedant prie jo naujai pagamintą „Pu-238“.
„Už kiekvieną 1 kilogramą mes iš tikrųjų atgaiviname du kilogramus senesnio plutonio sumaišydami jį… tai yra labai svarbi mūsų proceso dalis, kad galėtume panaudoti esamą atsargą tokiu energijos kiekiu, kokio mes norime“, - sakė Greenas neseniai paskelbtame Marso tyrinėjimo plane komitetas.
Vis dėlto visiškai sunaudojama 1,5 kilogramo per metus produkcija gali būti šiek tiek laisva. „Mars Rover Curiosity“ sunaudoja 4,8 kilogramo Pu-238, o „New Horizons“ - 11 kilogramų. Nuo „Curiosity“ pasirodymo 2011 m. Lapkričio mėn. Jokių misijų į išorines planetas neišvyko, o kita misija, kuri, tikėtina, sportuos RTG, yra siūlomas „Mars 2020“ roveris. Idėjos braižymo lentoje, tokios kaip „Titan“ ežero nusileidimas ir „Jupiter Icy Moons“ misija, būtų visos branduolinės.
Kartu su nauja plutonio gamyba NASA planuoja iki 2016 m. Įsigyti du naujus RTG, pasivadinusius „Advanced Stirling Radioisotop Generator“ (ASRG). Nors ASRG yra efektyvesnis, gali ne visada būti pasirinktu prietaisu. Pavyzdžiui, „Curiosity“ naudoja savo MMRTG šilumą, kad instrumentai būtų šilti per Freono cirkuliaciją. Smalsumui taip pat teko šalinti šilumą, kurią sukuria 110 vatų generatorius, o atvėsęs jos lėktuvo apvalkale keliauja į Marsą.
Ir, žinoma, yra papildomų atsargumo priemonių, susijusių su branduolinės energijos krovinių paleidimu. Jungtinių Valstijų prezidentas turėjo pasirašyti ant „Curiosity“ pasirodymo iš Floridos kosminės pakrantės. „Cassini“, „New Horizons“ ir „Curiosity“ pasirodymas sukėlė protestuotojų išsklaidymą, kaip ir visa, kas susijusi su branduoline energija. Niekada neprieštaraukite, kad akmens anglimi kūrenamos elektrinės kasdien gamina radioaktyvųjį polonį, radoną ir torį kaip nepageidaujamą šalutinį produktą.
Minėti paleidimai nėra be pavojų, nors ir su rizika, kurią galima sumažinti ir valdyti. Viena garsiausių su kosmosu susijusių branduolinių avarijų įvyko ankstyvoje JAV kosminės programos pradžioje, kai netrukus po 1964 m. Paleidimo iš Madagaskaro kranto buvo prarastas RTG aprūpintas „Transit-5BN-3“ palydovas. Ir kai „Apollo 13“ teko nutraukti abortą. ir sugrįžę į Žemę, astronautai buvo nukreipti griovį Vandenis Nusileidimo modulis kartu su moksliniais eksperimentais, kuriuose naudojama branduolinė energija, skirti Mėnulio paviršiui Ramiajame vandenyne netoli Fidžio salos. (Jie tau to nesako kad filme) Kyla klausimas, ar būtų ekonomiškai naudinga „prikelti“ šią RTG iš vandenyno dugno būsimai kosminei misijai. Ankstesniuose branduoliniuose įrenginiuose, tokiuose kaip „New Horizons“, NASA numatė „paleidimo avarijos, galinčios išleisti plutonį“, esant 350: 1, šansą. Net tada ekranuotas RTG yra „perkonstruotas“, kad išgyventų sprogimą ir smūgį. su vandeniu.
Tačiau dėl naujų saulės sistemos atradimų verta rizikuoti. Drąsiai naujoje kosmoso tyrinėjimo ateityje plutonio gamybos atnaujinimas taikiais tikslais suteikia mums vilties. Perfrazuojant Carlą Saganą, kelionės į kosmosą yra vienas iš geriausių branduolio dalijimosi būdų, kuriuos galime įsivaizduoti!
