Késik az új plutóniumos generátor fejlesztése
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2012.09.06 07:15.)

Nemrég eldőlt: a NASA a Discovery programban az InSight nevű Mars-szondát építi meg. A másik két versengő űreszköz nem napelemeket, hanem a most használtaknál négyszer jobb hatásfokú radioaktív generátorokat vitt volna magával.

A marsi szeizmométert ígérő, valamit a bolygó felszíne alá fúró, 2016-ban induló InSight űrszondát támogató döntés egyik kedvezőtlen „mellékhatása”, hogy lelassul a következő generációs, a radioaktív plutónium-238 izotópot üzemanyagul használó áramfejlesztő eszköz fejlesztése. Ilyen fedélzeti energiaforrás ezek után leghamarabb a 2020-as években repülhet először űreszközön. Az új generátor (Advanced Stirling Radioisotope Generator, ASRG) lényegesen kevesebb plutóniummal is ugyanazt az elektromos teljesítményt tudná produkálni, mint a korábban űreszközökben használt radioizotópos termoelektromos generátorok (RTG). A legújabb RTG augusztus elején érkezett a Marsra, a Curiosity rover műszereinek energiával való ellátásáért és a fűtésért felel. Működése során a plutónium-238 radioaktív bomlásával felszabaduló hőt alakítja elektromos energiává.

A jobb hatásfokú generátorok kifejlesztésének legnyomósabb oka, hogy fogytán vannak a Pu-238 készletei. Pontosabban már el is fogytak az Egyesült Államokban, ahol 1988-ban befejezték az előállítását. A Curiosity plutóniuma is orosz importból származik. De már Oroszországban sem gyártják, végesek a készletek, és az árakat is emelik. Ez nehéz vagy akár lehetetlen helyzetet teremt a külső Naprendszerbe (például a Jupiter vagy a Szaturnusz környezetébe, esetleg üstökösökhöz) küldendő jövőbeli űrszondák számára. A Naptól távol ugyanis már nem tudják napelemtáblákkal biztosítani a megfelelő mennyiségű energiával való ellátást.

Az olcsó, jól meghatározott tudományos célt kitűző űrszondák számára meghirdetett Discovery program legutóbbi kiválasztási körében a Comet Hopper és a Titan Mare Explorer (TiME) szondák estek ki. Mind a Wirtanen-üstökös magjára, mind a Szaturnusz Titan holdjának egyik tengerére szánt űreszköz terveiben szerepelt az ASRG, mint energiaforrás. Mielőtt a jövő nagyobb méretű, így költségesebb, több milliárd dolláros szondáira ilyen generátort raknának, előtte mindenképpen célszerű lesz kipróbálni „élesben” egy kevésbé kockázatos űreszköz fedélzetén. Ez a próba most a jelek szerint késik, bár a fejlesztésekkel és a földi tesztekkel azért nem állnak le. A Discovery programban várhatóan 2015 előtt nem lehet majd újra pályázni, és az ottani nyertes bizonyosan nem startol 2020 előtt.

A Titan Mare Explorer is ASRG-t használt volna energiaforrásul. (Fantázikakép: JHU APL)

A 87,7 éves felezési idejű plutónium-238 izotóp gyártását újra fontolgatják az Egyesült Államokban, a NASA és az Energiaügyi Minisztérium együttműködésében. Költségvetési pénzt azonban nem nagyon jut rá. De még ha hamarosan el is indulna a folyamat, évtizedes időtávon gyűlne csak össze az űrszondák számára elegendő készlet. Ebben a helyzetben fontos lenne, hogy kevesebb plutóniummal is elérhetővé váljon ugyanolyan teljesítmény. Az új ASRG 1 kg plutóniumból 130-140 watt elektromos teljesítményt állíthat elő. A régi RTG-nek ugyanehhez több mint négyszer akkora mennyiségre van szüksége. Az ASRG egyik hátránya azonban a régi RTG-hez képest, hogy műszakilag összetettebb, tartalmaz mozgó alkatrészeket is. A hagyományos radioizotópos termoelektromos generátor ugyanis lényegében elnyűhetetlen. Nem romolhat el, csak az üzemanyagának folyamatos bomlása korlátozza a teljesítményét, ami pontosan előre kiszámítható.