Vesmírny výskum dlhodobo naráža na jeden zásadný problém: čím ďalej od Slnka sa sonda dostane, tým menej energie môže získať zo solárnych panelov. Preto sa kozmické agentúry desaťročia spoliehajú na jadrové zdroje energie, ktoré dokážu spoľahlivo napájať prístroje aj v mrazivej tme vonkajšej slnečnej sústavy.

Práve spoľahlivý zdroj energie rozhoduje o tom, či sonda prežije dlhé roky cesty a bude zbierať cenné vedecké dáta, alebo sa stane len kúskom mŕtvej techniky plávajúcej vesmírom. Riešenie, ktoré vedci a inžinieri hľadali desaťročia, sa zdá byť konečne na dosah.

Najlepší pomer váhy a výkonu

Spoločnosť L3Harris Technologies úspešne dokončila konštrukčnú revíziu nového rádioizotopového termoelektrického generátora, označovaného ako Next Gen RTG. Táto kľúčová fáza vývoja prebehla 2. apríla 2026 a potvrdila, že návrh systému spĺňa všetky technické požiadavky a je pripravený na výrobu.

Zariadenie premieňa teplo uvoľnené pri rádioaktívnom rozpade plutónia-238 na elektrickú energiu, čo je princíp, na ktorom RTG generátory fungujú už šesťdesiat rokov. Prvé generácie týchto systémov stále zásobujú energiou sondy Voyager 1 a Voyager 2, ktoré boli vypustené ešte v roku 1977 a odvtedy putujú medzihviezdnym priestorom.

Nový generátor je navrhnutý špeciálne pre kozmické sondy putujúce vo vákuu hlbokého vesmíru, nie pre výskumných robotov a vozidlá pohybujúce sa po povrchu planét. Tento rozdiel nie je zanedbateľný.

Vákuové prostredie umožňuje efektívnejšie odvádzanie tepla a celkovo lepšiu premenu energie, vďaka čomu dokáže Next Gen RTG generovať zhruba 250 wattov elektrickej energie na začiatku svojej prevádzky pri takmer rovnakej hmotnosti ako jeho predchodcovia.

Každý kilogram navyše má vo vesmírnych misiách obrovský dopad na náklady a výkonnosť nosnej rakety, preto je tento pomer výkonu k hmotnosti mimoriadne dôležitý.

Dostane sa tam, kam ešte žiadna sonda v histórii

Jednou z hlavných potenciálnych misií, pre ktoré je Next Gen RTG určený, je plánovaný oblet planéty Urán. Táto sonda by využívala dva takéto generátory, pričom by slúžili hneď na dva účely. Okrem výroby elektriny by udržiavali teplotu citlivých elektronických komponentov na úrovni, pri ktorej dokážu správne fungovať v extrémnom chlade vonkajšej slnečnej sústavy.

L3Harris

Vedci už dlho plánujú misiu k Uránu, pretože táto ľadová obria planéta môže poskytnúť unikátne poznatky o vzniku planét a vlastnostiach ľadových svetov. Urán bol naposledy navštívený sondou Voyager 2 ešte v roku 1986 a odvtedy zostáva vo veľkej miere nepreskúmaný.

Prevádzková pripravenosť prvých kusov sa očakáva na začiatku 30. rokov tohto storočia. Za projektom stojí spoločnosť L3Harris ako hlavný dodávateľ zodpovedný za konštrukciu a celkovú integráciu systému. Termoelektrické články premieňajúce teplo na elektrinu dodáva firma Teledyne Energy Systems, zatiaľ čo spoločnosť BAE Systems má na starosti tepelnú izoláciu generátora.

Projekt spustilo americké Ministerstvo energetiky prostredníctvom národného laboratória v Idahu v roku 2021 s cieľom obnoviť a modernizovať technológiu, ktorej vývoju sa v predchádzajúcich rokoch dostávala len minimálna pozornosť. Celý kontrakt by mal byť zavŕšený revíziou pripravenosti na výrobu v roku 2027.

Ambície projektu však presahujú ďaleko za hranice orbity Uránu. Inžinieri uvažujú aj o misiách k Neptúnu a jeho mesiacu Tritón, o prieskume Kuiperovho pásu, v ktorom by sme sa mohli pozrieť ďalej, než sonda New Horizons, alebo o predzvestiach medzihviezdnych misií, ktoré by prekonali dráhy oboch Voyagerov.

Nová generácia jadrových zdrojov energie tak otvára dvere k vzdialeným kútom slnečnej sústavy, ktoré boli doteraz prakticky mimo dosahu ľudskej technológie.

Čítajte viac z kategórie: Novinky