Im Jahr 2015
wurde auf Habré
ein Artikel veröffentlicht, wonach eine geringe Menge an produziertem Plutonium-238 die Pläne der NASA bedroht, Raumfahrzeuge mit thermoelektrischen Generatoren zu starten.
Plutonium-238 (Pu-238) ist ein nahezu idealer Kraftstoff für Satelliten, Rover und Weltraumwanderer anderer Arten, die von Menschenhand hergestellt wurden. Nur vier Kilogramm Treibstoff reichen also aus, um das Schiff mit Energie zu versorgen.
In der Geschichte der Weltraumforschung gab die NASA 140 kg Plutonium aus, darunter Experimente im Rahmen des Apollo-Programms, der Galileo-Mission und anderer. Die Produktion des Plutonium-238-Isotops wurde 1988 in den Vereinigten Staaten eingestellt. Sie kauften Treibstoff aus Russland, aber es fehlte immer noch. Jetzt scheint das Defizitproblem gelöst zu sein.
Dies wurde von Spezialisten des Oak Ridge National Laboratory durchgeführt. Diese Woche wurde berichtet, dass sich der „Engpass“ der US-Raumfahrtprogramme offenbar vergrößert hat.
Um ihre Pläne zu erfüllen, benötigt die NASA 1,5 kg Plutonium pro Jahr, genau diese Bedürfnisse hat die Agentur bis 2025 geäußert. Das Oak Ridge National Laboratory konnte die Produktion aufbauen, jetzt wurden die Mengen von 50 Gramm pro Jahr auf 400 Gramm erhöht. Früher wurden alle diese Arbeiten manuell durchgeführt, jetzt werden Pellets mit Kraftstoff automatisch gebildet. Pellets umfassen Neptuniumoxid und Aluminium. Nachdem das Pellet gebildet ist, wird es in den Reaktor gegeben, wobei der Inhalt in Plutonium-238 umgewandelt wird.
Es ist erwähnenswert, dass die Vereinigten Staaten keine Probleme mit Plutonium hätten, wenn die Lieferungen aus Russland 2009 nicht unterbrochen würden. Das Problem ergab sich aus der Umstrukturierung der russischen Atomindustrie. Infolgedessen waren die NASA-Lagerbestände im Jahr 2015 nur 35 Kilogramm Plutonium.
Im Jahr 2012 gelang es der NASA, mit Beamten eine Einigung über die Wiederaufnahme der Produktion von Plutonium-238 zu erzielen, sodass das Defizitproblem schrittweise gelöst wurde. Im Jahr 2013 begann das Oak Ridge National Laboratory mit der Produktion von Plutonium-238, aber es gab zu wenige. Die Entwicklung war aufgrund von Mängeln im technischen Prozess gering, die meisten Manipulationen mussten manuell durchgeführt werden.
Die NASA musste das Problem selbst lösen, da der Kongress und das Weiße Haus alle diesbezüglichen Verpflichtungen aufgegeben und der Agentur in dieser Angelegenheit völlige Unabhängigkeit verliehen haben. Nun, da die Organisation eine Produktionslinie für Plutonium von Grund auf neu bauen und die Arbeit der entsprechenden Labors wieder aufnehmen musste, begann ein erheblicher Teil der Finanzierung der Agentur für diese Zwecke. Einige wissenschaftliche und technische Programme mussten sogar gestoppt werden, einschließlich der Entwicklung neuer Generatoren, die Plutoniumbrennstoff wirtschaftlicher verbrauchten.
Als Lösung des Problems wurde sogar vorgeschlagen, Geräte zu starten, die ausschließlich mit Solarenergie betrieben werden. In einigen Fällen ist dies sogar eine bessere Option, da Fotozellen weniger wiegen und durch Einstellen der Stromerzeugungsleistung eingesetzt werden können. Um beispielsweise eine Mission nach Europa zu starten, wären Paneele von 50 m
2 erforderlich. Die NASA begann mit der Optimierung von Solarzellen, um effizientere Solarmodule zu erhalten.
Dies ist jedoch nur eine Teillösung des Problems, da einige Missionen nicht nur mit Hilfe der Energie der Sonne abgeschlossen werden können. Einige Geräte sind zu weit von der Sonne entfernt, sodass Sonnenkollektoren nicht so viel Strom liefern können, wie für die Funktion des Geräts erforderlich ist. Außerdem ist das Gerät manchmal einfach vor der Sonne verborgen. Im Fall des Apparats, der auf dem Kometen Churyumov-Gerasimenko landete, wäre ein Element auf Plutonium eine vorzuziehende Option, da in diesem Fall das Gerät weiterhin funktionieren würde und den Kometen und seine Umgebung untersuchen würde.
Der Erfolg des Oak Ridge National Laboratory wird es dem US-Raumfahrtprogramm ermöglichen, sich aktiver als zuvor zu entwickeln. Jetzt erhalten alle von der NASA entwickelten Geräte, für deren Betrieb thermoelektrische Elemente benötigt werden, diese pünktlich und in der richtigen Menge.