El Laboratorio Nacional de Oak Ridge ha resuelto el principal problema de los desarrolladores de dispositivos espaciales: la deficiencia de plutonio-238



En 2015, se publicó un artículo sobre Habré que una pequeña cantidad de plutonio-238 producido amenaza los planes de la NASA de lanzar naves espaciales con generadores termoeléctricos. El plutonio-238 (Pu-238) es un combustible casi ideal para satélites, rovers y errantes espaciales de otros tipos creados por manos humanas. Entonces, solo cuatro kilogramos de combustible son suficientes para proporcionar energía al barco.

En la historia de la exploración espacial, la NASA gastó 140 kg de plutonio, incluidos los experimentos del programa Apollo, la misión Galileo y otros. Pero la producción del isótopo de plutonio-238 se detuvo en los Estados Unidos en 1988. Compraron combustible de Rusia, pero todavía faltaba. Ahora el problema del déficit parece haberse resuelto .

Esto fue realizado por especialistas del Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Esta semana, se informó que el "cuello de botella" de los programas espaciales estadounidenses parece haberse expandido.


Para cumplir con sus planes, la NASA necesita 1,5 kg de plutonio por año; estas son exactamente las necesidades que la agencia expresó hasta 2025. El Laboratorio Nacional de Oak Ridge logró establecer la producción, ahora los volúmenes se han incrementado de 50 gramos por año a 400. Anteriormente, todo este trabajo se realizaba manualmente, pero ahora los gránulos con combustible se forman automáticamente. Los pellets incluyen óxido de neptunio y aluminio. Después de que se forma el sedimento, se coloca en el reactor, con la conversión de los contenidos en plutonio-238.

Vale la pena señalar que Estados Unidos no tendría problemas con el plutonio si no se interrumpieran los suministros de Rusia en 2009. El problema surgió debido a la reestructuración de la industria nuclear rusa. Como resultado, en 2015, las reservas de la NASA eran solo 35 kilogramos de plutonio.

En 2012, la NASA logró llegar a un acuerdo con los funcionarios para reanudar la producción de plutonio-238, por lo que el problema del déficit se resolvió gradualmente. En 2013, el Laboratorio Nacional Oak Ridge comenzó a producir plutonio-238, pero había muy pocos. El desarrollo fue pequeño debido a las deficiencias en el proceso técnico, la mayoría de las manipulaciones tuvieron que realizarse manualmente.

La NASA tuvo que resolver el problema por sí sola, porque el Congreso y la Casa Blanca han renunciado a todas las obligaciones sobre este tema y le han dado a la agencia total independencia en este asunto. Bueno, dado que la organización tuvo que construir una línea de producción de plutonio desde cero y reanudar el trabajo de los laboratorios correspondientes, una parte importante de los fondos de la agencia comenzó a destinarse a estos fines. Algunos programas científicos y técnicos incluso tuvieron que detenerse, incluido el desarrollo de nuevos generadores que consumieran combustible de plutonio de manera más económica.

Como solución al problema, incluso se propuso lanzar dispositivos que funcionen exclusivamente con energía solar. En algunos casos, esta es incluso una mejor opción, ya que las fotocélulas pesan menos, pueden desplegarse ajustando el poder de la generación de electricidad. Por ejemplo, para lanzar una misión a Europa, se necesitarían paneles de 50 m 2 . La NASA comenzó a trabajar en la optimización de las células solares para obtener paneles solares más eficientes.

Pero aún así, esta es solo una solución parcial al problema, ya que algunas misiones no se pueden completar solo con la ayuda de la energía del Sol. Varios dispositivos están demasiado lejos del Sol, por lo que los paneles solares no pueden suministrar tanta electricidad como sea necesaria para que el dispositivo funcione. Además, a veces el dispositivo simplemente está oculto del sol. En el caso del aparato que aterrizó en el cometa Churyumov-Gerasimenko, un elemento en plutonio sería una opción más preferible, ya que en este caso el dispositivo aún funcionaría, estudiando el cometa y sus alrededores.

Por lo tanto, el éxito del Laboratorio Nacional Oak Ridge permitirá que el programa espacial de EE. UU. Se desarrolle más activamente que antes. Ahora todos los dispositivos desarrollados por la NASA, para cuya operación se necesitan elementos termoeléctricos, los recibirán a tiempo y en la cantidad correcta.

Source: https://habr.com/ru/post/es435684/


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