Космические корабли "Вояджер-1" и "Вояджер-2", запущенные в 1977 году, использовали плутоний в качестве источника электроэнергии. Спустя 34 года они заявляют, что у этих двух космических кораблей достаточно мощности, чтобы продержаться как минимум до 2020 года. Это означает, что у них будет достаточно энергии, чтобы продержаться не менее 42 лет. Очевидно, что он предлагает достаточно энергии, чтобы буквально отправлять передачи по всей Солнечной системе.
Почему современные космические корабли не используют ядерную энергию, если она предлагает такую долговечность и мощность? Вы могли бы подумать, что 34 года спустя у нас будет технология, позволяющая сделать этот источник электроэнергии еще более жизнеспособным, чем когда были спроектированы и построены «Вояджеры». Космический корабль New Frontiers кажется отличным кандидатом на ядерную энергетику.
Весь вопрос в том, нужно ли им это. Большинство из тех, кто находится в пределах пары а.е. от солнца, могут получать достаточную мощность от солнечных батарей. Когда они начинают отдаляться, они используют РИТЭГ .
Например, New Horizons , запущенный в 2006 году (который считается «современным», если запускать всего несколько зондов в год), направляется к Плутону, поэтому он не сможет получать достаточно энергии от солнечных батарей, и использует РИТЭГ.
Как и все остальное, это вопрос риска и стоимости. Если это дешевле или с меньшим риском без значительного увеличения затрат, они выберут альтернативу.
Настоящая проблема с РИТЭГами в том, что США прекратили производство Pu238 в 80-х годах и очень медлили с возобновлением производства, закупив все наши космические аппараты Pu238 у русских (у которых сейчас тоже кончились). Я не знаю о побочных продуктах реакторов-размножителей, но сам Pu238 на самом деле не так уж опасен в обращении и токсичен только при попадании внутрь.
редактировать : изначально у меня были некоторые замечания по поводу неэффективности РИТЭГов, но после еще нескольких исследований, проведенных @Jeremy, я обнаружил, что это не совсем правильно, когда они используются надлежащим образом для миссии космического корабля. РИТЭГи, используемые Galileo на Юпитере, генерировали 300 Вт энергии, тогда как солнечные панели, которые будут использоваться Juno на Юпитере, будут генерировать 450 Вт энергии. Солнечные батареи также намного больше и тяжелее, чем РИТЭГи, и влияют на бюджет дельта-V космического корабля, что является дорогостоящим взаимодействием. Причина, по которой солнечные батареи используются в некоторых космических кораблях, изложена в пунктах, которые я привожу ниже, поэтому фактор эффективности на самом деле не играет роли.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) используются, когда космический корабль отваживается уйти слишком далеко от Солнца, чтобы получить от него достаточно энергии, или когда он испытывает длительные периоды темноты, но все еще нуждается в работе. Это относится к миссиям Pioneer, миссиям Voyager, миссиям Cassini, а также к научным экспериментам, оставленным на Луне во время Аполлона, и, конечно же, ко многим другим вещам, о которых я не думал.
РИТЭГи опасны, особенно если космический корабль выйдет из строя во время запуска или пролет Земли пройдет неудачно (это может привести к распространению радиоактивных материалов по континенту), и они не производят много энергии по сравнению с солнечными панелями в непосредственной близости от Солнца.
Солнечные батареи используются для миссий, которые почти всегда будут иметь прямой вид на солнце, где они могут генерировать гораздо больше энергии, чем РИТЭГи.
Одним из аспектов является беспокойство о том, что космический корабль не сможет правильно запуститься и в конечном итоге рухнет обратно на Землю. В таких случаях ядерное радиационное загрязнение может быть серьезным, если оно обрушится на населенные пункты.
Факт, как я их вижу:
Запуск РИТЭГов не опасен. В CATO вы, скорее всего, вернете свой РИТЭГ, возможно, в рабочем состоянии.
Радиоактивный материал не так уж опасен, даже если он будет потерян (а потерянные средства у мыса Канаверал, а не в Лос-Анджелесе ... Я не верю, что есть какие-либо пусковые установки, которые беспокоятся о том, чтобы поразить население.
Что касается производства энергии для крупного космического корабля, мы НЕ МОЖЕМ сделать это с помощью одного запуска и солнечной энергии. Кассини потребовалось бы 1400 кг солнечных панелей (теряя мощность в тени и требуя еще большей массы ненадежных батарей, а также требуя больше тепловой энергии) против 168 кг для его РИТЭГа. Нет сравнения.
Для пилотируемых космических кораблей, направляющихся в пункт назначения, экранированные РИТЭГ фактически ПРЕДОТВРАЩАЮТ радиационное облучение из-за уменьшения времени в пути, обеспечиваемого большим значением дельта-V. Они более надежны из-за чрезвычайно низкой сложности по сравнению с развертываемой солнечной батареей (не говоря уже о постоянной доступности энергии).
PU-238 является сильным альфа-излучателем и излучает мало. Альфа-частицы легко защитить, так как они даже не проникают через кожу. Как правило, РИТЭГи pu238 не требуют экранирования, кроме собственного функционального корпуса, и чтобы заболеть, нужно съесть это вещество.
Мои выводы:
Солнечная энергия используется не из-за затрат или целесообразности, она используется из-за политического давления, вызванного общей необразованной паранойей.
Те же мнения привели к потере реакторов-размножителей (и, следовательно, к прекращению производства ПУ-238). Наши действия на этой арене были похожи на попытки защитить подростков от порнографии и столь же обречены на провал.
Отсутствие использования РИТЭГов делает серьезное освоение космоса крайне затруднительным.
Согласие с тем, что космические аппараты РИТЭГ не должны использоваться на орбите или им разрешено возвращаться на орбиту, является приемлемым компромиссом.
Справочный материал: http://fti.neep.wisc.edu/neep602/FALL97/LEC22/lecture22.html
and you have to eat the stuff to get sickЯ бы не рекомендовал этого... Полиуретан имеет тенденцию накапливаться в костном мозге.Никто не упомянул в ответах «конкретный» случай миссий в дальний космос, которые не являются ни американскими, ни российскими (что с 2017 года означает японские, европейские или индийские миссии. Китай, вероятно, скоро (2020?) будет добавлен в список). Эти космические агентства по существу не разработали технологию РИТЭГов, даже если все они связаны со странами, разрабатывающими ядерные реакторы и (за исключением Японии и большинства, но не всех членов ЕКА) оружие. По крайней мере, для ЕКА это отсутствие развития носит явно политический характер, поскольку входящие в его состав государства-члены имеют сильно расходящиеся взгляды на ядерные технологии, а наиболее «ядерные государства», вероятно, не хотят делиться своими ноу-хау.
Особенно интересной миссией в этом споре о солнечной и ядерной энергетике в глубоком космосе является европейская миссия Rosetta/ Philae , которая работала на солнечной энергии. Оснащение миссии РИТЭГом было бы политически невозможно, даже если бы ЕКА имело доступ к этой технологии. Вместо этого они разработали более эффективные солнечные панели, как объясняется в FAQ миссии .
Этот выбор сильно повлиял на миссию посадочного модуля Philae: после «хаотичной» посадки он фактически оказался в тени обрыва на комете 67P/Чурюмова–Герасименко и не мог легко перезарядить свою батарею, как бы там ни было. эффективными были его солнечные батареи. Это сильно ограничивало его научную миссию. Будь он с РИТЭГом, эффект от его «странной» посадки был бы гораздо менее значительным.
Одна большая проблема с ядерной энергетикой в космосе заключается в том, что вам нужно как-то отводить тепло, что для РИТЭГов вы можете сделать только путем излучения тепла.
В конечном итоге вместо солнечных панелей у вас будут теплоизлучающие панели со значительно меньшей выходной мощностью на килограмм, чем у солнечных панелей, если только вы не находитесь очень далеко от Солнца. Только космические корабли, которые уходят очень далеко от солнца, или космические корабли, которые должны работать в тени в течение длительных периодов времени, или некоторые посадочные модули используют РИТЭГи; это верно как для современных космических кораблей, так и для старых космических кораблей. Зонд Кассини использует РИТЭГи, марсоход Curiosity (запущенный в 2011 году) использует РИТЭГи. Предпосылка вопроса просто неверна.
Ядерное лобби любит говорить о том, что все без причины боятся атомной энергетики, и выдумывает такие вещи, как тот, который вызывает ваш вопрос, я думаю, отсюда и возникла дезинформация. Дело в том, что никто не прекращал использование атомной энергии в космосе. Некоторые второстепенные ниши (ядерная энергия для работы в тени на орбите Земли) могли быть потеряны из-за улучшенных солнечных панелей, батарей и накопителей кинетической энергии; вероятность отказа космических ракет-носителей известна более точно, что также могло привести к корректировке расчетов затрат и выгод, связанных с потерей космического корабля.
Поскольку никто еще не упомянул об этом, я скажу: «Аполлон-13» нес стандартную научную полезную нагрузку, которая включала РИТЭГ, изначально предназначенный для развертывания на Луне и (я полагаю) не особенно хорошо защищенный. Это означало, что нужно было проявлять некоторую дополнительную осторожность при принятии решения о том, где утилизировать лунный модуль, а также дополнительный пиар-стресс для НАСА, который, я уверен, наложил свой отпечаток. Насколько я помню, Андрей Чайкин относился к этому довольно хорошо.
(Если кто-то еще лучше понимает историю, пожалуйста, отзовитесь!)
Некоторые говорят: « Кассини питается от 32,7 кг плутония-238 ».
У нас есть, но не везде. Типичная установка термоядерного типа, использующая плутоний. создать такую мощность для МКС было бы примерно 10М. есть и опасность. зонды, использующие Pu, беспилотные и не представляют опасности для людей. если МКС потеряет орбиту, будет большой беспорядок.
Эльзо Валуги
Мартин Беккет
Каждый
Мартин Беккет
Каждый