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NASA铺路深空探索,打造微型核动力航天器

美国宇航局(NASA)在深空探索领域迈出了革命性的一步,宣布了其2023年核动力源开发项目的最新进展。这一项目旨在缩小电源尺寸,减轻重量,并同时提升其发电能力,为未来的太空探索任务提供更为高效、灵活的能源解决方案。

在太空探索中,尤其是在远离太阳或环境极端的区域,传统太阳能电池板的效能大打折扣,例如火星的沙尘暴或月球背阴面的漫长黑夜。因此,NASA转向了一种更为可靠的能源选项——放射性同位素热电发电机(RTG或RPS)。这类核电池通过放射性物质自然衰变产生的热量转换成电能,无需依赖阳光,且因无运动部件而高度可靠,特别适合长期部署于偏远且条件艰苦的太空环境。

第一阶段的成就

项目的第一阶段聚焦于一种创新技术——热辐射电池(TRC),它利用放射性同位素产生的热量以更高效的方式转换成电能。与现有的RTG相比,TRC有望实现更高的功率密度和更小巧的体积。研究团队通过精心选择关键材料如InAsSb和InPSb,并利用金属有机气相外延技术进行生长,成功展示了仅用62.5瓦的钚-238(Pu-238)颗粒就能产生8瓦电力的潜力。这一成果为小型化、高性能的航天器设计铺平了道路,它们能够在太阳能难以触及的地方持续作业。

第二阶段的雄心

进入第二阶段,科学家们正致力于进一步优化TRC技术,目标是通过使用低禁带III-V族材料(如InAsSb)的纳米结构阵列来大幅提升发电效率,同时缩减设备的尺寸和质量。这不仅意味着未来的航天器可以更小、更轻,而且能携带更多科学载荷,执行更远距离、更复杂任务,比如探索木星或月球极地那些光照微弱的陨石坑。

此外,第二阶段还将深化对TRC热力学性能的研究,并探索耐高温的新型金属半导体触点,以确保系统的稳定运行。与NASA格伦研究中心的团队合作,将TRC技术融入实际航天器设计中,特别是为天王星的立方体卫星任务制定详细实施计划,成为这一阶段的核心工作之一。

对未来探索的影响

这项技术的进步为深空探索带来了前所未有的机遇。想象一下,一群小型的立方体卫星,装备着这些紧凑型核动力源,可以组成一支探险队,环绕天王星飞行,从多个角度捕捉数据,或作为深潜大气探测器的信息中继站,极大地扩展我们对太阳系外行星的认知边界。获取更多有价值信息 访问:https://byteclicks.com

NASA的核动力源项目正逐步解锁深空探索的新篇章,使得即便是在太阳光难以到达的宇宙角落,人类的探索之眼也能明亮地睁开,洞察未知的奥秘。随着技术的不断成熟,未来的太空任务将更加高效、灵活,开启人类对宇宙更深层次的探索旅程。

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