NASA telah memberikan lampu hijau kepada proyek Institut Teknologi Rochester untuk mengembangkan sumber energi nuklir sepuluh kali lebih kecil daripada yang saat ini digunakan untuk misi planet.
Sebagian besar satelit yang beroperasi saat ini ditenagai oleh panel surya yang mengubah sinar matahari menjadi listrik dengan menyerap foton dan menciptakan potensi ketidakseimbangan dalam bahan sel panel yang menghasilkan arus listrik. Panel-panel ini melakukan tugasnya dengan sangat baik, tetapi di luar angkasa jauh di luar orbit Mars, atau dalam kondisi yang keras seperti badai debu Mars atau malam yang panjang di Bulan, sinar matahari tidak dapat menghasilkan energi yang diperlukan.
Sebagai alternatif, banyak pesawat ruang angkasa membawa generator termal radioisotop multi-misi (MMRTG), yang menggunakan gradien suhu untuk menghasilkan listrik. Dengan kata lain, radioisotop menghasilkan panas, dan termokopel mengubahnya langsung menjadi listrik. Prinsip ini akrab bagi para insinyur dan banyak digunakan di Bumi untuk hal-hal seperti radio dan tungku bertenaga minyak tanah yang juga dapat mengisi daya perangkat seluler.
Masalah dengan MMRTG adalah ukurannya yang relatif besar. Misalnya, pasangan yang digunakan pada rover Perseverance NASA memiliki diameter 64 cm, panjang 66 cm, dan berat 45 kg. Masing-masing mengandung 4,8 kg plutonium dioksida sebagai bahan bakar, yang memasok panas ke termokopel keadaan padat selama peluruhan unsur radioaktif.
Akibatnya, MMRTG ini dirancang untuk pesawat ruang angkasa yang sangat besar, dan Ketekunan seukuran SUV. Hal ini karena sistem yang digunakan hanya memiliki daya spesifik yang sangat besar, yaitu ukuran berapa watt daya yang dapat dihasilkan per unit mesin. Mobil keluarga memiliki daya spesifik 50 hingga 100 W/kg, sedangkan jet tempur memiliki daya sekitar 10 W/kg. Sebaliknya, MMRTG memiliki rasio sekitar 000 W/kg.
Dengan mempertimbangkan termodinamika ukuran, berat, dan daya (SWaP) dari perangkat yang memungkinkan, proyek NASA berharap dapat mengurangi rasio ini hingga 3 W/kg, dengan pengurangan volume yang sama pentingnya.
Ini dicapai dengan menggunakan prinsip baru, yang pada dasarnya adalah panel surya yang bekerja secara terbalik. Ketika panel surya menyerap cahaya, sebagian diubah menjadi listrik dan sebagian besar diubah menjadi panas. Sumber tenaga radioisotop baru ini bekerja berdasarkan prinsip elemen termoradiatif, di mana panas dalam bentuk cahaya infra merah mengenai panel dengan elemen yang terbuat dari indium, arsenik, antinomi, dan fosfor dalam berbagai kombinasi. Ini menciptakan perbedaan potensial dengan polaritas yang berlawanan dengan yang terjadi pada sel surya.
Singkatnya, elemen termoradiasi menghasilkan listrik dari panas dan melepaskan energi yang dihabiskan dalam bentuk foton inframerah. Ini tidak hanya bekerja berlawanan arah dengan panel surya, tetapi juga jauh lebih efisien. Hasilnya adalah generator radiasi termal baru (TRG).
Jika teknologi baru ini dapat dipraktikkan, itu berarti bahwa misi masa depan ke Jupiter dan sekitarnya, atau ke kawah yang dibayangi secara permanen di wilayah kutub Bulan, akan dapat menggunakan pesawat ruang angkasa berukuran CubeSat dengan generator kecil untuk menyediakan semua kebutuhan mereka. kekuatan yang mereka butuhkan.
Juga menarik: