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美國國家航空航天局的深空探索計劃可能在大約十年內耗盡燃料,並且在沒有任何《星際迷航》風格的鋰晶體的情況下,美國能源部週四宣佈將重新開始為美國國家航空航天局的任務生產鈽238(238pu),據美聯社報道。
前往木星以外深空的探測器離太陽太遠,無法使用太陽能,這意味著它們依賴於鈽238供能,鈽238的半衰期為87.7年(pdf)。能源部在 1980 年代停止了這種放射性同位素(核武器製造的副產品)的生產,但在國家研究委員會(NRC)本週早些時候釋出報告解釋鈽 238 在繼續美國國家航空航天局的深空探索任務中的關鍵作用後,改變了主意。自 1990 年代初以來,美國國家航空航天局一直從俄羅斯獲得鈽 238,但該來源即將枯竭,因為俄羅斯也已停止生產。據美聯社報道,根據法律,只有能源部可以在美國製造鈽。
美國國家航空航天局表示,其太空探測器每年至少需要 11 磅(5 公斤)鈽。 美國國家研究委員會的報告稱,重啟鈽 238 的生產預計成本至少為 1.5 億美元,這次將在能源部的愛達荷國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室進行。美國國家航空航天局表示,它有足夠的鈽用於其火星科學實驗室,該實驗室計劃於 2011 年發射,以及計劃於 2020 年發射的太陽系外行星巡遊任務,但這幾乎是極限了。
國會和美國國家航空航天局去年要求國家研究委員會研究放射性同位素電源系統 (RPS),該系統使用鈽 238 作為燃料。 國家研究委員會的報告總結說,放射性同位素電源系統是唯一可用的電源,可以在太陽光非常微弱的太陽系外圍不受限制地執行,並持續完成許多工所需的長時間,而鈽 238 是為它們提供燃料的唯一實用同位素。
一些科學家認為,減少對放射性同位素溫差發電機 (RTG) 需求的一種方法是開發所謂的太空帆,放射性同位素溫差發電機將鈽等衰變放射性材料的熱量轉化為電力,太空帆可以在航天器位於太陽系內部時利用太陽能,為更遙遠的太空節省燃料。 儘管利用太陽能推動物體在太空飛行的想法已經存在數百年,但工程師們尚未提出可行的模型。
圖片來源:© doomsdaydignan via Flickr