ՆԱՍԱ-ն կանաչ լույս է տվել Ռոչեսթերի տեխնոլոգիական ինստիտուտի նախագծին՝ մշակելու միջուկային էներգիայի աղբյուր տասն անգամ ավելի փոքր, քան ներկայումս օգտագործվող մոլորակային առաքելությունների համար:
Այսօր գործող արբանյակների մեծ մասը սնուցվում է արևային մարտկոցներով, որոնք արևի լույսը վերածում են էլեկտրականության՝ կլանելով ֆոտոնները և ստեղծելով պոտենցիալ անհավասարակշռություն պանելային բջիջների նյութերում, որոնք առաջացնում են էլեկտրական հոսանք: Այս վահանակներն իրենց աշխատանքը շատ լավ են անում, բայց Մարսի ուղեծրից այն կողմ գտնվող խորը տարածության մեջ կամ ծանր պայմաններում, ինչպիսիք են մարսյան փոշու փոթորիկները կամ երկար գիշերները Լուսնի վրա, արևի լույսը պարզապես չի կարող արտադրել անհրաժեշտ էներգիա:
Որպես այլընտրանք՝ շատ տիեզերանավեր օդանավով կրում են ռադիոիզոտոպային ջերմային գեներատորներ (MMRTG), որոնք օգտագործում են ջերմաստիճանի գրադիենտ՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Այլ կերպ ասած, ռադիոիզոտոպն արտադրում է ջերմություն, իսկ ջերմազույգերը այն ուղղակիորեն վերածում են էլեկտրականության։ Այս սկզբունքը ծանոթ է ինժեներներին և լայնորեն օգտագործվում է Երկրի վրա այնպիսի բաների համար, ինչպիսիք են կերոսինով աշխատող ռադիոկայանները և վառարանները, որոնք կարող են նաև լիցքավորել շարժական սարքերը:
MMRTG-ների խնդիրն այն է, որ դրանք համեմատաբար մեծ են: Օրինակ, ՆԱՍԱ-ի Perseverance ռովերի վրա օգտագործված զույգը ունի 64 սմ տրամագիծ, 66 սմ երկարություն և 45 կգ քաշ: Դրանցից յուրաքանչյուրը որպես վառելիք պարունակում է 4,8 կգ պլուտոնիումի երկօքսիդ, որը ռադիոակտիվ տարրերի քայքայման ժամանակ ջերմություն է մատակարարում պինդ վիճակում գտնվող ջերմազույգերին։
Արդյունքում այս MMRTG-ները նախատեսված են շատ մեծ տիեզերանավերի համար, իսկ Perseverance-ը ամենագնացի չափ է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ օգտագործվող համակարգը ունի միայն այնքան հատուկ հզորություն, որը չափում է, թե քանի վտ հզորություն կարող է արտադրվել մեկ միավորի մեքենայի վրա: Ընտանեկան ավտոմեքենան ունի 50-ից 100 Վտ/կգ հատուկ հզորություն, մինչդեռ կործանիչը՝ մոտ 10 Վտ/կգ: Ի հակադրություն, MMRTG-ն ունի մոտ 000 Վտ/կգ հարաբերակցություն:
Հաշվի առնելով հնարավոր սարքի չափը, քաշը և հզորությունը (SWaP) թերմոդինամիկան՝ ՆԱՍԱ-ի նախագիծը հույս ունի նվազեցնել այս հարաբերակցությունը մեծության կարգով մինչև 3 Վտ/կգ՝ ծավալի նույնքան զգալի կրճատմամբ:
Սա ձեռք է բերվում օգտագործելով նոր սկզբունք, որն ըստ էության արևային մարտկոց է, որն աշխատում է հակառակ ուղղությամբ: Երբ արևային մարտկոցը կլանում է լույսը, դրա մի մասը վերածվում է էլեկտրականության, իսկ մեծ մասը՝ ջերմության: Ռադիոիզոտոպային էներգիայի նոր աղբյուրը աշխատում է ջերմային ճառագայթման տարրի սկզբունքով, որտեղ ջերմությունը ինֆրակարմիր լույսի տեսքով հարվածում է պանելին՝ ինդիումից, մկնդեղից, հականոմիից և ֆոսֆորից պատրաստված տարրերով տարբեր համակցություններով: Սա ստեղծում է պոտենցիալ տարբերություն՝ հակառակ բևեռականությամբ, որը տեղի է ունենում արևային մարտկոցներում:
Մի խոսքով, ջերմային ճառագայթման տարրը ջերմությունից էլեկտրաէներգիա է արտադրում և ծախսած էներգիան ազատում է ինֆրակարմիր ֆոտոնների տեսքով: Սա ոչ միայն աշխատում է արևային մարտկոցի հակառակ ուղղությամբ, այլև շատ ավելի արդյունավետ է: Արդյունքը նոր ջերմային ճառագայթման գեներատոր է (TRG):
Եթե այս նոր տեխնոլոգիան հնարավոր լինի կիրառել գործնականում, դա կնշանակի, որ ապագա առաքելությունները դեպի Յուպիտեր և նրա սահմաններից դուրս, կամ դեպի Լուսնի բևեռային շրջանների մշտապես ստվերված խառնարանները, կկարողանան օգտագործել CubeSat-ի չափի տիեզերանավերը փոքր գեներատորներով, որպեսզի ապահովեն բոլորը: այն ուժը, որն անհրաժեշտ է նրանց:
Հետաքրքիր է նաև.