تكنولوجيافضاء

طاقة فضائية مُشِّعة

كيف تحول المركبة الفضائية البلوتونيوم المشع إلى كهرباء لاستكشاف المجموعة الشمسية

تستكشف المركبة الفضائية نيوهورايزونز New Horizons التابعة لوكالة ناسا المجموعة الشمسية منذ أكثر من 13 سنة، ولم تزوّد بالوقود منذ ذلك الحين. ولا توجد محطات بنزين في الفضاء. فقد التقطت بالفعل صوراً لقلب بلوتو الجليدي وهي الآن تتجول عبر حلقة جليدية بشكل حلوى الدونات تسمى حزام كويبر. وعلى بُعد بلايين الأميال من الشمس، يكون الضوء هناك أخفت بأكثر من 1,000 مرة مما هو عليه هنا على الأرض، ولذلك فألواح الطاقة الشمسية ليست خياراً عمليّاً. وبدلاً من ذلك، تعمل الأدوات العلمية على متنها بالوقود المشع.
وعندما غادرت نيوهورايزونز الأرض، كانت تحمل نحو 11 كغم من ثاني أكسيد البلوتونيوم المشع توجد بداخل قطعة من المعدات تدعى المولد الكهربائي الحراري بالنظائر المشعة، أو بطارية النظائر المشعة (RTG). ويشكل البلوتونيوم قلب البطارية النووية التي توصّل مجسات لدرجة الحرارة تسمى المزدوجات الحرارية Thermocouples. ويحتوي كل مزدوج حراري على لوحين معدنيين ملتحمين من كلا الطرفين لتشكيل وصلات.
وتوجه الوصلة الخارجية نحو برد الفضاء في حين توجد الوصلة الداخلية مقابل الوقود النووي المتحلل. وعندما يتحلل البلوتونيوم فإنه يطلق جسيمات ألفا، ويولّد الحرارة؛ قبل الإطلاق، بلغت بطارية النظائر المشعة بالمركبة نيوهورايزونز حرارة محرقة قدرها 245 درجة سيليزية.
تُحدث هذه الحرارة فرقاً في درجة الحرارة بين وصلتي المزدوجات الحرارية؛ مما يولّد تياراً كهربائيّاً.
وبفضل خلية الوقود الجديدة كلياً، كانت بطارية النظائر المشعة تُنتج طاقة قدرها 245 وات عند الإطلاق. والآن، بعد 13 سنة، لا تزال البطارية تعمل بكفاءة. وبسبب عدم وجود أجزاء متحركة، فلا يبلى المولد أبداً؛ فسيظل يعمل حتى يُستنفد الوقود النووي بالكامل. وعندما وصلت نيوهورايزونز إلى كوكب بلوتو، انخفضت درجة حرارة البطارية إلى نحو 208 درجات، لكنها لا تزال تنتج طاقة قدرها 190 وات، وهو أكثر من كافٍ لتشغيل الأدوات العلمية السبعة على متن نيوهورايزونز التي يستهلك كل منها ما بين 2 إلى 10 وات فقط.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق