Двигатель Стирлинга выходит в космос, бросая конкурентный вызов РИТЕГам

Американские ученые разработали новый подход к обеспечению космических аппаратов энергией. Им стал двигатель внешнего сгорания, работающий от небольшого ядерного реактора.

Сотрудники Гленновского исследовательского центра и Национальной лаборатории в Лос-Аламосе решили использовать в качестве генератора двигатель Стирлинга, разработанный еще в XIX веке. Рабочим телом в устройстве служит сжатый газ, а источником тепла – 23-килограммовый урановый реактор. Восемь двигателей, работающих от одного реактора, должны обеспечить мощность в 500 Вт. Экспериментальная установка с небольшим реактором и одним двигателем Стирлинга стабильно генерировала ток мощностью 24 Вт.

Обратиться к ядерной энергии потребовали планы по исследованию дальнего космоса, где света Солнца недостаточно для работы солнечных батарей. Ряд аппаратов, запущенных NASA в последние десятилетия (в том числе Voyager, Cassini и марсоход Curiosity) используют в качестве источника энергии плутоний-238. Однако в 1992 году производство плутония в США было прекращено, а работы по возобновлению его получения и обогащения начались лишь в 2011 году.

В силу этого разработчики остановились на двигателе Стирлинга, который может работать на более дешевом и распространенном уране. Новым генератором планируется оснащать межпланетные аппараты и зонды для исследования газовых гигантов Солнечной системы и, если получится, венероход.

Таким образом, двигатель Стирлинга бросает вызов ранее использовавшимся РИТЕГам

Справка:

РИТЭГ (радиоизотопный термоэлектрический генератор) — радиоизотопный источник электроэнергии, использующий тепловую энергию выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразующий её в электроэнергию.

Применяются в навигационных маяках, радиомаяках, метеостанциях и подобном оборудовании, установленном в местности, где по техническим или экономическим причинам нет возможности воспользоваться другими источниками электропитания. В частности, их используют в качестве источников питания навигационного оборудования, установленного на побережье Северного Ледовитого океана вдоль трассы Северного морского пути.

РИТЭГи, как правило, являются наиболее приемлемым источником энергии для автономных роботов, нуждающихся в нескольких сотнях ватт (или меньше) при очень длительном времени работы, слишком долгим для топливных элементов или аккумуляторов. РИТЭГи являются основным источником электропитания на космических аппаратах, имеющих продолжительную миссию и сильно удаляющихся от Солнца (например Вояджер-2 или Кассини-Гюйгенс), где использование солнечных батарей неэффективно или невозможно. В данный момент РИТЭГ используется в марсоходе Curiosity.