Az amerícium-241 az űripar jövőjét új alapokra helyezheti egy olyan elemmel, amelyet eddig főként füstérzékelőkben használtak. A NASA és a Leicesteri Egyetem közös projektje révén most egy olyan kompakt és rendkívül megbízható energiaforrás került a figyelem középpontjába, amely forradalmasíthatja a mélyűri küldetéseket.

A NASA eddig jellemzően a plutónium-238-at használta radioizotópos energiaellátó rendszerekben (RPS), amelyek hosszú távon biztosítják az űreszközök működését ott, ahol a napenergia már nem elegendő. Csakhogy a plutónium-238 előállítása költséges és technológiailag bonyolult. Az amerícium-241 viszont olcsóbban és nagyobb mennyiségben előállítható, miközben felezési ideje (432 év) még hosszabb is, így elméletben évtizedeken át megbízhatóan működhet.

A fejlesztés kulcseleme egy új típusú Stirling-generátor, amely a hőt elektromos árammá alakítja mozgó alkatrészek – például főtengely vagy csapágy – nélkül. Ez jelentősen csökkenti a mechanikai kopás esélyét, így az eszköz élettartama meghaladhatja a jelenlegi rendszerekét. A NASA clevelandi Glenn Kutatóközpontja és a brit Leicesteri Egyetem mérnökei sikeresen demonstrálták, hogy a rendszer még akkor is képes áramot termelni, ha az egyik átalakító egység meghibásodik, amely kulcsfontosságú biztonsági előny a több évtizedes űrmissziók során.

A generátor fejlesztése az európai kutatásokra épül, de most először zajlanak komoly amerikai tesztek is. A prototípusokat egyelőre ameríciumot utánzó fűtőelemekkel tesztelik, hogy elkerüljék a radioaktív anyagokkal járó veszélyeket. A következő fázis már a valós környezetben történő vizsgálatokat célozza meg, többek között rezgés- és vákuumtesztekkel.

Az amerícium-alapú Stirling-generátor nemcsak űrszondákat, hanem holdfelszíni bázisokat, sőt később akár Mars-missziókat is kiszolgálhat – különösen ott, ahol a napenergia nem elérhető. A gyártás és anyagbeszerzés szempontjából az amerícium új távlatokat nyithat: könnyebben elérhető, mint a plutónium, és már most is aktív fejlesztés alatt áll Európában.

Forrás: Interesting Engineering

A borítókép illusztráció, forrása: Unsplash/NASA