اگه به فضا و پروژههای خفن ناسا علاقه داری، یه خبر داغ واست دارم! ناسا داره سوخت جدیدی رو برای ماموریتهای فضایی خیلی دور و درازش امتحان میکنه که اسمش آمریسیوم-۲۴۱ (Americium-241) هست؛ قبلاً همیشه پلوتونیوم-۲۳۸ رو استفاده میکردن، ولی الان نگاهشون به سمت این سوخت تازه رفته.
بذار یه کم قضیه رو ریشهای برات توضیح بدم. ببین، وقتی فضاپیماها خیلی از خورشید دور میشن (مثل سفر به سیارههای خیلی دور سیستم خورشیدی یا حتی فراتر)، دیگه صفحه خورشیدی اونقدری جواب نمیده چون شدت نور خیلی کمه. واسه همین، ناسا همیشه به یه چیز خاص تکیه میکرد: سیستمهای قدرت هستهای که بهشون RPS میگن (مخفف Radioisotope Power System – یعنی سامانهای که با انرژی واپاشی هستهای یه ایزوتوپ، برق تولید میکنه).
حالا سالها ایزوتوپ مورد علاقهشون پلوتونیوم-۲۳۸ بوده، که البته گرفتن و تولیدش خیلی گرون و سخت بود. اینجاست که آمریسیوم-۲۴۱ وارد عمل میشه. آمریسیوم یه جور ایزوتوپیه که توی اروپا دارن خیلی روش کار میکنن و حالا ناسا هم شدیداً داره تستش میکنه. جالب اینجاست که نیمهعمرش (یعنی مدت زمانی که نصف اتمهاش تجزیه میشن) حدود ۴۳۲ ساله! پس خوشانرژی و بادوام حسابی.
اوایل امسال، مرکز تحقیقات گلن ناسا (این مرکز توی شهر کلیولند آمریکاست)، با دانشگاه لستر تو انگلستان یه پروژه مشترک ترتیب دادن. ایده این بود که بیان با شبیهساز حرارتی آمریسیوم (دستگاهی که فقط گرمای تولید شده با واپاشی آمریسیوم رو تقلید میکنه، خودش رادیواکتیو نیست) یه ژنراتور جدید آزمایش کنن. اینجوری بدون نگرانی از تشعشعات رادیواکتیو واقعی، میتونستن عملکرد و دوام دستگاه رو بسنجن.
حالا این ژنراتوره با یه تکنولوژی خاص کار میکرد به اسم مبدل استرلینگ (Stirling Convertor). این مبدلها بجای اینکه مثل موتورای معمولی میل لنگ و یاتاقان چرخون داشته باشن، یه ساختار پیستونی معلق دارن که خیلی اصطکاک کمی داره و میتونه سالها کار کنه بدون اینکه خراب شه. خلاصه مهندسها اینجا تونستن نشون بدن حتی اگه یکی از مبدلها از کار بیفته، ژنراتور همچنان برق تولید میکنه! این ویژگی واسه ماموریتهایی که جونشون به برق بنده و وسط فضا نمیتونن یهو خاموش بشن، یعنی یک دنیا ارزش.
مهندس ناسا سلواطور اوریتی گفته که این ایده اولش فقط رو کاغذ بود اما الان تبدیل شده به یه نمونه واقعی خیلی نزدیک به اون چیزی که واقعا ممکنه باهاش به فضا فرستاده بشه. خودش خیلی ذوق کرده بود که چقدر سریع و ارزون این پروسه انجام شده، چون همکاری ناسا و دانشگاه لستر فوقالعاده خوب و با ذهنیت مشترک بوده.
الان که تستای اولیه موفق بودن، تیم ناسا میخواد یه مدل جدیدتر و پیشرفتهتر بسازه که سبکتر، دقیقتر و آماده آتیشبس تو شرایط سخت فضا (مثل لرزشای شدید، شوک دمایی، و خلأ) باشه. این یعنی ژنراتورایی که سالها میتونن بدون دردسر توی جاهایی کار کنن که نور آفتاب عملاً وجود نداره، مثل دهانههای تاریک ماه یا قمرای یخزده مشتری و زحل!
یکی از مسئولای پروژه تو دانشگاه لستر به اسم هانا سارژنت هم گفته بزرگترین مزیت این طرح اینه که حتی اگه یکی از قطعات حساس (همون مبدل استرلینگه) خراب شه، باز هم برق قطع نمیشه. یعنی این ژنراتور اگه همه چیز خوب پیش بره، میتونه برای ماموریتای خیلی خیلی طولانی – شاید چندین دهه – عین ساعت کار کنه.
حالا چرا آمریسیوم-۲۴۱ از پلوتونیوم-۲۳۸ بهتره؟ جدا از اینکه نیمه عمر طولانیتری داره، گرفتن و تولیدش هم راحتتر و مقرون به صرفهتره. پلوتونیوم-۲۳۸ گرون و کمیابه و تولیدش مخصوصاً تو حجم زیاد واقعا دردسر داره؛ ولی آمریسیوم رو راحتتر میتونن تو اروپا یا حتی تو آمریکا تولید کنن. آژانس فضایی اروپا (ESA) سالهاست که رو سیستمهای مبتنی بر آمریسیوم داره کار میکنه و همکاری ناسا با دانشگاه لستر مستقیم به پیشرفت اونا وصله.
در حال حاضر، تیم گلن ناسا دارن روی مدل جدیدتر کار میکنن که نه تنها وزنش کمتره، بلکه بازدهیش هم بالاتر باشه و حتی تو شرایط سخت پرتاب یا حضور طولانی تو فضا تاب بیاره. آزمایشهای بعدی هم شامل لرزوندن دستگاه، سرد و گرمش کردن و گذاشتنش توی خلأه تا مطمئن شن همهچی درست پیش میره و برای ماموریت واقعی مشکلی نداره.
خلاصه اگه همه چیز خوب پیش بره، این ژنراتورای سوخت آمریسیوم میتونن انواع ابزارهای علمی یا حتی سکونتگاههای کوچیک رو تو ماه یا جاهایی که همیشه یا تقریبا هیچ وقت نور خورشید نیست، با خیال راحت روشن نگه دارن.
در نتیجه، شاید تا چند سال دیگه بهجای پلوتونیوم، آمریسیوم تبدیل به ستاره جدید ماموریتهای فضایی ناسا و بقیه آژانسها بشه. این یعنی ماموریتهای طولانیتر، مطمئنتر و ارزونتر، حتی تو دورترین نقاط منظومه شمسی!
منبع: +
