Привет. Каждая мало-мальски уважающая себя жертва ЕГЭ знает, что такое радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ). И что они очень необходимы в деле освоения космического пространства. Без них экспедиции, в которых АМС достигают дальних рубежей Солнечной системы, и даже покидают её, были бы просто неосуществимы. По той причине, что генерация электроэнергии солнечными батареями на больших расстояниях от Солнца дело проблематичное.
Но такие генераторы на самом деле использовались не только на дальних рубежах. Например, все марсоходы НАСА были оборудованы РИТЭГами. Они использовали в качестве источника энергии плутоний-238, который позволял успешно выживать в условиях лютых морозов, царящих по ночам на Красной планете, когда силы зла влавствуют безраздельно солнечные батареи бесполезны.
РИТЭГи также использовались в ходе выполнения полётов по программе «Аполлон», начиная с «Аполлона-12», для питания научных инструментов.
Именно Луна является одной из причин возобновления интереса к РИТЭГам, в связи с огромным количеством экспедиций, запланированных на ближайшие годы.
Лунная ночь, которая длится около двух недель, является суровым испытанием для космических аппаратов, приземляющихся на её поверхность. Фактически, только китайским АМС «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4» удалось оставаться активными на поверхности Луны в течение длительно периода времени благодаря использованию РИТЭГов российского производства.
Японскому зонду SLIM тоже удалось пережить три лунные ночи. Однако на его борту РИТЭГов не было. Он сделал это благодаря использованию электрических батарей нового поколения, работающих на обычных принципах.
Необходимость использования радиоизотопных термоэлектрических генераторов при проведении исследований Луны сегодня ни у кого не вызывает сомнений. Тем более, что некоторые из предстоящих экспедиций будут работать в районах Южного полюса Луны, где Солнце поднимается не очень высоко над горизонтом, и возможности по использованию его энергии при работе в кратерах и низменностях будет ограничена. Не говоря уже о работе в постоянно затенённых областях поверхности Луны в поисках водяного льда, и оценке его запасов.
Но с такими РИТЭГами есть одна проблема. Она состоит в том, что радиоизотопные генераторы используют чрезвычайно дорогой материал – плутоний-238, который больше нигде и не применяется. И сегодня только две страны обладают значительными запасами плутония-238 и мощностями для его производства: США и Россия. Я думаю, что нет надобности объяснять, что это значит.
Но нельзя ли использовать другой изотоп, более дешёвый и простой в производстве РИТЭГов? Существовали же подобные генераторы на основе полония-210, который использовался в советских машинах «Луноход-1» и «Луноход-2».
Инженеры пытаются это сделать.
Именно поэтому недавнее заявление в СМИ о том, что аэрокосмическая компания Intuitive Machines планирует использовать кобальт-60 для разработки нового типа РИТЭГов, вызвало большой интерес.
Кобальт-60 практически не встречается в природе. Однако его довольно просто получать в относительно больших количествах в ядерных реакторах. Но почему же тогда раньше никто не додумался использовать его для этих целей?
Причина состоит в том, что при выборе изотопа для использования в космических экспедициях необходимо учитывать множество факторов. Таких, например, как период полураспада. А ещё количество испускаемого излучения.
Период полураспада плутония-238 составляет 88 лет. Этого достаточно, чтобы обеспечить работу РИТЭГа в течение десятилетий. В этом смысле он очень удобен.
А вот кобальт-60 никогда не использовался для питания РИТЭГов по той простой причине, что он активно распадается, создавая при этом очень мощное гамма-излучение. Для того, чтобы генерировать необходимое тепло, этот изотоп должен быть окружён каким-то плотным материалом. Например, ураном, который будет поглощать это гамма-излучение, уменьшая плотность энергии системы.
К тому же кобальт-60 имеет период полураспада гораздо меньший, чем у Pu-238, всего 5,25 года. И этого очень мало для обеспечения энергией полета даже к самым ближайшим планетам Солнечной системы. Однако этого более чем достаточно, например, для экспедиций на Луну, продолжающихся всего несколько лет. Период полураспада полония-210, например, используемого в советских луноходах, составляет всего 140 дней!
По задумке, радиоизотопный генератор от Intuitive Machines не будет использовать термопары для выработки электроэнергии, как традиционные РИТЭГи. Вместо этого предполагается использовать выделяемое тепло для нагревания рабочего тела, и последующего движения им механических частей, которые будут раскручивать электрогенератор. Этакий стимпанк на гамма-излучении.
В течение последних десятилетий НАСА уже пыталось разработать генератор подобного типа, однако программа была отменена из-за перерасхода средств.
Ожидается, что подобный тип генератора энергии будет весьма эффективен. Хотя от классического РИТЭГа он отличается тем, что в нем используются движущиеся части. А это износ, снижение срока службы, и так далее.
Конечно же, речь идёт об изотопе с периодом полураспада всего пять лет, и этот недостаток не кажется таким уж серьёзным. Батарейка наверняка «сядет» гораздо раньше, чем «навернётся» какая-нибудь там поршневая группа. Гораздо более интересно, как Intuitive Machines будет решать вопрос с высокими уровнями гамма-излучения.
Нам остаётся только немного подождать и посмотреть, как все эти проблемы будут решаться инженерами, и оценить их интеллектуальный труд.
Всем добра.
Советую в подарок детям/внукам👇
Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
Читайте ещё: