NASA hefur gefið grænt ljós á Rochester Institute of Technology verkefni til að þróa kjarnorkugjafa sem eru tíu sinnum minni en þeir sem nú eru notaðir fyrir plánetuferðir.
Flest gervitungl sem eru í notkun í dag eru knúin af sólarrafhlöðum sem breyta sólarljósi í rafmagn með því að gleypa ljóseindir og skapa hugsanlegt ójafnvægi í efnum spjaldafrumanna sem mynda rafstrauminn. Þessar spjöld standa sig mjög vel, en í djúpu geimi handan sporbrautar Mars, eða við erfiðar aðstæður eins og rykstormar á Mars eða langar nætur á tunglinu, getur sólarljós einfaldlega ekki framleitt nauðsynlega orku.
Sem valkostur eru mörg geimför með fjölverkefna geislasamsætuvarmagjafa (MMRTG) um borð, sem nota hitastig til að framleiða rafmagn. Með öðrum orðum, geislasamsætan framleiðir hita og hitaeiningarnar breyta honum beint í rafmagn. Þessi meginregla kannast við verkfræðinga og er mikið notuð á jörðinni fyrir hluti eins og steinolíuknúna útvarpstæki og ofna sem geta einnig hlaðið farsíma.
Vandamálið með MMRTG er að þau eru tiltölulega fyrirferðarmikil. Sem dæmi má nefna að parið sem notað er á Perseverance flakkara NASA er 64 cm í þvermál, 66 cm að lengd og 45 kg að þyngd. Hver þeirra inniheldur 4,8 kg af plútóníumdíoxíði sem eldsneyti, sem veitir hita til varma í föstu formi við rotnun geislavirkra frumefna.
Þess vegna eru þessir MMRTG hannaðir fyrir mjög stór geimfar og þrautseigja er á stærð við jeppa. Þetta er vegna þess að kerfið sem er notað hefur aðeins svo mikið tiltekið afl, sem er mælikvarði á hversu mörg vött af afli er hægt að framleiða á hverja vélareiningu. Fjölskyldubíll hefur ákveðið afl á bilinu 50 til 100 W/kg en orrustuþota um 10 W/kg. Aftur á móti hefur MMRTG hlutfallið um 000 W/kg.
Með því að huga að stærð, þyngd og krafti (SWaP) varmafræði hugsanlegs tækis, vonast NASA verkefnið til að minnka þetta hlutfall um stærðargráðu í 3 W/kg, með jafn marktækri minnkun á rúmmáli.
Þetta er náð með því að nota nýja meginreglu, sem er í raun sólarrafhlaða sem virkar öfugt. Þegar sólarrafhlaða gleypir ljós breytist hluti þess í rafmagn og megnið af því í hita. Nýi geislasamsætuaflgjafinn virkar á meginreglunni um hitageislunarþátt, þar sem hiti í formi innrauðs ljóss lendir á spjaldi með frumefnum úr indíum, arseni, mótefni og fosfór í ýmsum samsetningum. Þetta skapar hugsanlegan mun með öfuga pólun við þá sem á sér stað í sólarsellum.
Í stuttu máli, hitageislunarþáttur framleiðir rafmagn úr hita og losar eydda orku í formi innrauðra ljóseinda. Þetta virkar ekki aðeins í öfuga átt sólarplötunnar heldur er það líka miklu skilvirkara. Niðurstaðan er nýr hitageislunargjafi (TRG).
Ef hægt er að koma þessari nýju tækni í framkvæmd mun það þýða að framtíðarleiðangur til Júpíter og víðar, eða til varanlega skyggða gíga pólsvæða tunglsins, mun geta notað CubeSat-stærð geimfar með litlum rafala til að sjá þeim fyrir öllu. kraftinn sem þeir þurfa.
Einnig áhugavert: