新型放射性同位素加热器使用镅241阻止航天器结冰

新型放射性同位素加热器使用镅241阻止航天器结冰白天问题不大，因为月球表面是真空的，所以用反射面控制加热相对容易。夜间则是另一回事。航天器的热量会迅速辐射出去，当太阳在两周的黑暗后再次升起时，着陆器的电池和电子设备就会损坏，无法挽救。展望未来人类在月球上的永久存在，包括大量的商业活动，ispace 公司和莱斯特空间核动力集团希望为未来的任务开发核加热器装置，首先从 ispace 公司的 3 系列月球着陆器和漫游车开始。图为RTG原型机这些设备不是核反应堆，而是所谓的辐射热发电机（RTG）。它们的工作原理不是裂变，而是钚等浓缩核同位素的自然放射性衰变。在衰变过程中，它们会放出热量，这些热量可以用来发电，或使航天器在月夜或在外太空系统及更远的深空任务中不被冻住。尽管使用 RTG 使月球着陆器或漫游车存活的想法已经存在了半个世纪，但 ispace/Leicester 项目却有些不同。这不仅是一个旨在支持私人月球任务的私人投资项目，它还使用了一种不同的同位素。其他大多数太空任务都使用钚 238，而新的加热器将使用镅 241。这种同位素不仅成本更低，争议更少，而且半衰期超过 400 年，可以让漫游车保持多年的温暖。莱斯特大学物理天文学院和莱斯特太空公园的汉娜-萨吉博士说："莱斯特大学与国家核实验室联合开发的放射性同位素动力技术在我们正在进行的测试活动中表现非常出色。在这个项目中，我们将与 ispace 合作，研究使用放射性同位素加热器为航天器提供足够热量以度过月夜的可行性。""英国航天局国际双边资助的第一阶段用于与我们的国际合作伙伴合作，以了解他们的电力需求和任务重点。在第二阶段，我们将开展实验室和概念研究，以证明任务概念的可行性。这也将提供一个机会，向民用和商业航天产业强调该技术，并展示如何利用该技术满足优先任务的关键动力需求。" ... PC版：手机版：

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欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源欧空局 ExoMars 火星探测器 "罗莎琳德-富兰克林 "的艺术家印象图。图片来源：ESA/ATG medialab利用放射性元素衰变产生的热量的装置，即放射性同位素加热器（RHU）可以让航天器在不依赖太阳能电池板产生的电能来取暖的情况下运行。欧空局历来依靠美国或俄罗斯合作伙伴为任务提供使用钚238的RHU，但自2009年以来，欧空局一直在开展自己的计划，制造放射性同位素加热器以及提供电力的电池。欧洲 RHU 将加热任务着陆平台上的组件，该平台将漫游车部署到火星表面。在漫游车离开平台并打开太阳能电池板之前，着陆器会为漫游车供电。位于荷兰诺德韦克的欧洲空间研究与技术中心（ESTEC）的欧空局火星探测小组组长奥森-萨瑟兰（Orson Sutherland）说，因此延长着陆器的寿命可以在部署漫游车过程中出现问题时提供备用电源。镅衰变欧空局的加热器装置不仅是欧洲的首创，也是世界上第一个使用镅-241的地方。镅-241是钚衰变的副产品，每克功率低于其前身。但镅-241的数量更多，价格也更便宜，这意味着即使RHU需要更多的同位素才能运行，它们的总体成本也可能更低。"萨瑟兰说："开发并发射欧洲 RHU 将是欧空局的首创，也是一项重大成就。罗莎琳德-富兰克林号漫游车拥有独特的装备，可以寻找火星上远古生命的踪迹，其2米长的钻头可以让它在火星表面下钻得很深。但这项任务原定于2018年发射，甚至在与俄罗斯的紧张关系升级之前，就已经因为技术问题和COVID-19大流行而推迟了。欧空局不得不从根本上重新考虑飞行任务，以便在没有俄罗斯航天局参与的情况下进行，俄罗斯航天局本应负责建造着陆器，战争带来的现状导致欧空局只能从头设计的新着陆器，并依靠美国国家航空航天局来填补任务计划中剩余的漏洞。根据协议，NASA 将提供在 2028 年发射 ExoMars 的能力，并为着陆器提供制动发动机。美国国家航空航天局还将为漫游车提供放射性同位素加热器。未来的电池镅 RHU 是欧洲利用放射性同位素能源装置（ENDURE）项目的一部分。由于这些装置含有放射性材料，因此需要在发射前进行认证。莱斯特大学（University of Leicester）的物理学家和太空动力系统专家理查德-安布罗西（Richard Ambrosi）说，该合作项目正在努力满足2028年的发射安全要求。ENDURE公司的目标是在本十年结束前开发出能够为航天器提供电力而不仅仅是热量的镅电池，以便在2030年代初及时执行欧空局的一系列月球任务。RHU使用的是放射性衰变自然产生的热量，而核电池（称为放射性同位素热电发电机）则将热量转化为电能。位于英国塞拉菲尔德的国家核实验室将利用英国民用发电厂的乏核燃料制造加热器和电池所需的镅颗粒。萨瑟兰说，欧空局拥有自己的加热装置将使该机构能够扩大其探索范围。他说："在火山口等阴暗区域或夜间为飞行系统保温的能力将使以前无法进入的区域得以探索，并延长任务的寿命。" ... PC版：手机版：

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