NASA je prižgala zeleno luč projektu Rochester Institute of Technology za razvoj jedrskega vira energije, desetkrat manjšega od tistih, ki se trenutno uporabljajo za planetarne misije.
Večino satelitov, ki danes delujejo, napajajo sončne celice, ki pretvarjajo sončno svetlobo v električno energijo tako, da absorbirajo fotone in ustvarjajo potencialno neravnovesje v materialih celic plošče, ki ustvarjajo električni tok. Te plošče zelo dobro opravljajo svoje delo, vendar v globokem vesolju onkraj Marsove orbite ali v težkih razmerah, kot so marsovske prašne nevihte ali dolge noči na Luni, sončna svetloba preprosto ne more proizvesti potrebne energije.
Kot alternativa imajo številna vesoljska plovila na krovu večnamenske radioizotopske toplotne generatorje (MMRTG), ki za proizvodnjo električne energije uporabljajo temperaturni gradient. Z drugimi besedami, radioizotop proizvaja toploto, termočleni pa jo pretvorijo neposredno v elektriko. To načelo poznajo inženirji in se pogosto uporablja na Zemlji za stvari, kot so radijski sprejemniki in peči na kerozin, ki lahko polnijo tudi mobilne naprave.
Težava z MMRTG je, da so razmeroma zajetni. Na primer, par, uporabljen na Nasinem roverju Perseverance, ima premer 64 cm, dolžino 66 cm in težo 45 kg. Vsak od njih vsebuje 4,8 kg plutonijevega dioksida kot goriva, ki dovaja toploto trdnim termočlenom med razpadom radioaktivnih elementov.
Posledično so ti MMRTG zasnovani za zelo velika vesoljska plovila, Perseverance pa je velikosti SUV. To je zato, ker ima sistem, ki se uporablja, le toliko specifične moči, ki je merilo, koliko vatov moči je mogoče proizvesti na enoto stroja. Družinski avto ima specifično moč od 50 do 100 W/kg, bojno letalo pa približno 10 W/kg. Nasprotno pa ima MMRTG razmerje približno 000 W/kg.
Z upoštevanjem termodinamike velikosti, teže in moči (SWaP) možne naprave projekt NASA upa, da bo to razmerje zmanjšal za velikostni red na 3 W/kg, z enako pomembnim zmanjšanjem prostornine.
To dosežemo z uporabo novega principa, ki je v bistvu solarna plošča, ki deluje obratno. Ko sončna plošča absorbira svetlobo, se je del pretvori v elektriko, večina pa v toploto. Nov radioizotopski vir energije deluje na principu termosevalnega elementa, kjer toplota v obliki infrardeče svetlobe zadene panel z elementi iz indija, arzena, antinomija in fosforja v različnih kombinacijah. To ustvarja potencialno razliko z nasprotno polarnostjo od tiste, ki se pojavi v sončnih celicah.
Skratka, termosevalni element proizvaja elektriko iz toplote in sprošča porabljeno energijo v obliki infrardečih fotonov. Ne samo, da deluje v obratni smeri sončne celice, ampak je tudi veliko bolj učinkovito. Rezultat je nov generator toplotnega sevanja (TRG).
Če bo to novo tehnologijo mogoče prenesti v prakso, bo to pomenilo, da bodo prihodnje misije na Jupiter in naprej ali v trajno zasenčene kraterje polarnih območij Lune lahko uporabljale vesoljska plovila velikosti CubeSat z majhnimi generatorji, ki jim bodo zagotavljali vse moč, ki jo potrebujejo.
Zanimivo tudi: