美国已时隔四分之一个世纪首次重新开始生产钚-238,美国宇航局官员表示,这标志着在避免人们担心的这种重要航天器燃料短缺方面迈出了关键一步。
美国能源部的 钚重启计划 尚未超越测试阶段,但美国宇航局相信,产量最终将提高到足以在未来几十年内为太空探测器提供动力。
美国宇航局 行星科学 部门主管吉姆·格林周一(3 月 18 日)在德克萨斯州伍德兰兹举行的第 44 届月球与行星科学会议上表示:“这将恢复我们的供应,使我们能够在本十年内完成一些潜在的钚必要任务,并为我们下个十年做好准备。”
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钚-238 不是制造炸弹的材料,这与它的同位素表亲钚-239 不同。但 Pu-238 具有放射性,会释放热量,可以使用一种名为放射性同位素温差发电机 (RTG) 的装置将其转化为电能。[核发电机为美国宇航局探测器供电(信息图)]
几十年来,对于美国宇航局前往深空的任务而言,RTG 一直是首选的动力系统,在深空中,微弱的阳光往往使太阳能电池阵列变得不切实际。例如,该机构的双胞胎“旅行者”号航天器(正在叩击星际空间的大门)和汽车大小的 火星探测车“好奇号” 都使用了 RTG。
能源部 (DOE) 于 1988 年停止生产钚-238,此后美国宇航局开始从俄罗斯采购该材料。但该航天机构于 2010 年收到了最后一批俄罗斯货物,此后其供应一直在减少。
能源部未公开国家 Pu-238 储备规模,但一些科学家认为其规模低得令人担忧。美国宇航局官员曾表示,美国拥有的这种物质足以支持太空任务到 2020 年左右。
能源部的 Pu-238 重启计划可能会改变这些预测。格林表示,在该机构位于田纳西州橡树岭国家实验室,工程师们通过用中子照射镎-237 靶标,成功生产出少量钚-238。
格林表示,虽然这些活动只是测试,但能源部最终应该能够扩大钚-238 的生产规模,以满足美国宇航局的需求。
格林说:“我们预计在日历年年底之前,我们将从能源部获得一份完整的计划——不仅包括时间表,还包括成本——关于他们将如何满足我们每年 1.5 至 2 公斤的需求。”
美国宇航局和能源部也在合作开发一种名为先进斯特林放射性同位素发电机 (ASRG) 的新型动力系统,它基本上将是可靠的 RTG 的更高效版本。
格林说,两个可用于飞行的 ASRG 应该会在 2016 年完成,届时美国宇航局将把它们放入仓库,直到为任务选择它们。
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