Новые энергетические ячейки для глубокого космоса

Миссии к удаленным планетам Солнечной системы нуждаются в источниках энергии, которые бы не зависели от солнечного света. Инженеры предлагают использовать вместо РИТЭГ новые, более мощные терморадиационные ячейки.

Терморадиационные ячейки, питающие кубсат
Терморадиационные ячейки, питающие кубсат. Источник: NASA

Как обеспечить зонд энергией без Солнца

Исследователь Стивен Полли, работающий в лаборатории NanoPower Рочестерского технологического института, предложил использовать для будущих космических миссий терморадиационные ячейки. Они должны стать новым источником энергии там, где до сих пор использовались радиоизотопные термоэлектрогенераторы (РИТЭГ).

В последующие несколько десятилетий ученые планируют запустить ряд долговременных миссий к Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну. Во многом это стало возможным благодаря новым ионным двигателям. Однако они нуждаются в немалом количестве электроэнергии, а использовать вдали от Солнца солнечные панели просто неэффективно из-за малого количества света.

В прошлых миссиях, таких как New Horizons, применялись РИТЭГ. Они используют энергию радиоактивного распада без цепной ядерной реакции, которую напрямую превращают в электрическую. Однако эти устройства очень тяжелые и дорогие, поэтому ученые предложили им интересную альтернативу.

Терморадиационные ячейки

Стивен Полли занимается металлоорганической эпитаксией из пара, или MOWPE. Это технология послойного осаждения паров различных соединений, результатом которой является получение тонких пленок с разными интересными свойствами. В частности, все LED-приборы изготавливаются именно таким способом.

Полли предложил использовать MOWPE для получения терморадиационных ячеек. Их принцип действия чем-то похож на РИТЭГ, однако вместо массивной энергетической сборки излучения осуществляют небольшие частицы материала, покрытые пленкой.

Последняя под действием радиации нагревается и начинает светиться, и уже этот свет фотоэлементы превращают в электроэнергию. Как утверждает ученый, по сравнению с обычным РИТЭГ, терморадиационные ячейки имеют в десять раз более высокую удельную мощность по массе — 30 Вт/кг против 3 Вт/кг.

Все это позволит сделать источники энергии для космических аппаратов действительно небольшими. Благодаря этому станет возможным использование для длительных миссий кубсатов. Разработка межпланетных зондов сократится и их смогут запускать в гораздо большем количестве.

По материалам Рhys.org.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine

[ajax_load_more single_post="true" single_post_id="113091" single_post_order="previous" single_post_target="#post-wrapper" post_type="post" css_classes="alm-btn" button_label="Загрузить еще"]