Radioisotopvärmare
Radioisotopvärmare ( RHU ) är små enheter som ger värme genom radioaktivt sönderfall . De liknar små radioisotop termoelektriska generatorer (RTG) och ger normalt ungefär en watt värme vardera, härrörande från sönderfallet av några gram plutonium-238 - även om andra radioaktiva isotoper kan användas. Värmen som produceras av dessa RHU avges kontinuerligt i flera decennier och teoretiskt i upp till ett sekel eller mer.
I rymdfarkoster används RHU för att hålla andra komponenter vid sina driftstemperaturer, som kan skilja sig mycket från temperaturen i andra delar av rymdfarkosten. I rymdens vakuum kommer alla delar av rymdfarkosten som inte får direkt solljus att svalna så mycket att elektronik eller känsliga vetenskapliga instrument går sönder. De är enklare och mer pålitliga än andra sätt att hålla komponenter varma, till exempel elektriska värmare.
Användning av rymdfarkoster
De flesta mån- och marsytsonder använder RHU för värme, inklusive många sonder som använder solpaneler snarare än RTG:er för att generera elektricitet. Exempel inkluderar seismometern utplacerad på månen av Apollo 11 1969, som innehöll 1,2 uns (34 gram) plutonium-238; Mars Pathfinder ; och Mars Exploration Rovers Spirit and Opportunity . RHU är särskilt användbara på månen på grund av dess långa och kalla tvåveckorsnatt.
Praktiskt taget alla djupa rymduppdrag bortom Mars använder både RHU och RTG. Solinstrålningen minskar med kvadraten på avståndet från solen , så ytterligare värme behövs för att hålla rymdskeppskomponenterna vid nominell driftstemperatur . En del av denna värme produceras elektriskt eftersom det är lättare att kontrollera, men elektriska värmare är mycket mindre effektiva än en RHU eftersom RTG:er omvandlar bara några få procent av sin värme till el och kasserar resten till rymden.
Rymdfarkosten Cassini-Huygens som skickades till Saturnus innehöll åttiotvå av dessa enheter (utöver tre huvudsakliga RTG:er för kraftgenerering). Den associerade Huygens- sonden innehöll trettiofem.
Isotop
Radioisotopvärmare för NASA-uppdrag har använt Plutonium-238 som isotop för värmekällor, eftersom den radioaktiva halveringstiden på 87,7 år innebär att isotopens förfall inte kommer att begränsa uppdragets livslängd. Isotopen producerar 0,57 watt värmeeffekt per gram 238 Pu.
Sovjetiska beskickningar har använt andra isotoper, som Polonium-210 värmekällan som används i Lunokhods månrovers. Med en halveringstid på cirka 4 1⁄2 månad producerar Po-210 mer termisk effekt per massenhet, men är endast lämplig för kortare uppdrag. Strontium-90 har också föreslagits.
Jämförelse av RHU med RTG
Medan både RHU och Radioisotope Thermoelectric Generators ( RTG) använder sönderfallsvärmen från en radioaktiv isotop, är RHU i allmänhet mycket mindre som ett resultat av att man utelämnar termoelementen och kylflänsarna/radiatorerna som krävs för att generera elektricitet från värme. Både RHU och RTG har robusta, värmebeständiga höljen för att säkert innesluta radioisotopen i händelse av ett uppskjutnings- eller återinträdesfordon. Den totala massan för en enda enwatts RHU (inklusive skärmning) är cirka 40 gram. Liknande scheman, såsom termiongeneratorer , har också använts.
GPHS
United States Department of Energy har utvecklat den allmänna värmekällan (GPHS) främst för rymdanvändning. Dessa GPHS kan användas individuellt eller i grupper om upp till arton för komponentuppvärmning, men används främst som värmekälla för RTG. Varje GPHS innehåller fyra iridiumklädda Pu-238 bränslepellets, som är 5 cm höga, 10 cm i fyrkant och väger 1,44 kg.
Se även
externa länkar
- NASA Radioisotope Power Systems webbplats – RHU-sida
- Faktablad för radioisotopvärmare från NASA:s Cassini-uppdragswebbplats