Los investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge ORNL del Departamento de Energía en Tennessee han completado la primera producción en los Estados Unidos en casi 30 años de un combustible especializado para impulsar futuras misiones en el espacio profundo.
La producción de 50 gramos de plutonio-238, casi la masa de una pelota de golf, marca la primera demostración en los Estados Unidos desde que la planta del río Savannah en Carolina del Sur dejó de producir a fines de la década de 1980.
Los sistemas de energía de radioisótopos convierten el calor de la desintegración radiactiva natural del isótopo plutonio-238 en electricidad. Estos sistemas se han utilizado para impulsar la exploración del sistema solar y más allá, desde las misiones vikingas en Marte, hasta la nave espacial Voyager que ingresa a la nave interplanetariaespacio, y más recientemente impulsando el Curiosity Mars Rover y la nave espacial New Horizons navegando pasando Plutón.
"Este logro significativo de nuestros compañeros de equipo en el DOE señala un nuevo renacimiento en la exploración de nuestro sistema solar", dijo John Grunsfeld, administrador asociado de la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. "Los sistemas de energía de radioisótopos son una herramienta clave para impulsar elpróxima generación de orbitadores planetarios, aterrizadores y rovers en nuestra búsqueda para desentrañar los misterios del universo ".
El éxito de los ingenieros y técnicos de ORNL se produce dos años después de que el proyecto comenzara formalmente con fondos de la NASA, basándose en muchos años de investigación y pruebas. Esta demostración de los pasos clave en la producción de combustible asegurará que esta tecnología de energía espacial vitalestar disponible para proporcionar electricidad y calor para ambiciosas misiones de exploración del sistema solar en esta década y más allá. En total, 27 misiones espaciales de EE. UU. anteriores han utilizado esta energía de radioisótopos para su electricidad y calor.
El Departamento de Energía DOE ha proporcionado con éxito y seguridad sistemas de energía de radioisótopos para misiones de la NASA, la Armada y la Fuerza Aérea durante más de 50 años.
"A medida que buscamos expandir nuestro conocimiento del universo, el Departamento de Energía ayudará a garantizar que nuestra nave espacial tenga la fuente de alimentación necesaria para llegar más lejos que nunca", dijo Franklin Orr, Subsecretario de Ciencia y Energía del DOE."Estamos orgullosos de trabajar con la NASA en este esfuerzo, y esperamos nuestra asociación continua".
El sistema de energía de radioisótopos actualmente disponible, también suministrado a la NASA por el DOE, se llama Generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión MMRTG. Esencialmente una batería nuclear, un MMRTG puede proporcionar aproximadamente 110 vatios de energía eléctrica a una nave espacial y suinstrumentos científicos al comienzo de una misión. En algunas misiones, como el rover Curiosity Mars de la NASA ahora en su tercer año terrestre buscando signos de condiciones habitables en el planeta rojo, el exceso de calor del MMRTG también se puede utilizar para mantenersistemas de naves espaciales calientes en ambientes fríos.
La próxima misión de la NASA que planea usar un MMRTG es el rover Mars 2020, que se lanzará como parte del Viaje a Marte de la NASA, para buscar signos de vidas pasadas en el Planeta Rojo, probar tecnología para la exploración humana y recolectar muestras derocas y tierra que podrían ser devueltas a la Tierra en el futuro. Dos MMRTG sin combustible están actualmente construidos y almacenados en las instalaciones del DOE; uno está reservado para Marte 2020 y el otro podría usarse en una misión futura. Fabricación del combustiblelos gránulos para el Mars 2020 MMRTG, utilizando el suministro existente de dióxido de plutonio en los Estados Unidos, ya están en marcha.
Los investigadores analizarán la pureza química y el contenido de plutonio-238 de la muestra para determinar si es necesario realizar ajustes antes de ampliar el proceso.
Con la coordinación continua, ambas agencias planean aumentar la producción después de este hito de demostración importante y comenzarán con aproximadamente 12 onzas 300 a 400 gramos de dióxido de plutonio por año. Después de implementar una mayor automatización y ampliar el proceso, ORNL producirá unpromedio de 3.3 libras 1.5 kilogramos en años posteriores
De las 77 libras 35 kilogramos de plutonio-238 existente, aproximadamente la mitad proporciona suficiente calor para cumplir con las especificaciones de potencia de las naves espaciales planificadas. El resto, debido a su antigüedad, no cumple con las especificaciones, pero puede mezclarse con Pu recién producido-238 para ampliar el inventario utilizable.
La Oficina de Energía Nuclear del DOE desarrolla, fabrica, prueba y entrega sistemas de energía de radioisótopos para misiones de exploración espacial y seguridad nacional y mantiene la responsabilidad de la seguridad nuclear en todos los aspectos de las misiones.
El programa del Sistema de Energía Radioisotópica de la NASA RPS, administrado por el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, está financiando el desarrollo de nuevos materiales termoeléctricos de mayor eficiencia que podrían incorporarse en un MMRTG mejorado de próxima generación que proporcionaría aproximadamente un 25 por ciento más de energíaal comienzo de una misión típica, y 50 por ciento más de potencia al final de una misión.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, es parte del programa RPS y gestiona varias misiones que utilizan energía de radioisótopos, incluido el rover Curiosity Mars y la nave espacial Cassini en Saturno.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Laboratorio de Propulsión a Chorro . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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