Сила Роверсов

Apr 08, 2023

14 ноября 2022 г.

Ведущий: Как марсоходы НАСА питаются на Марсе?

(музыка)

Ведущий: Два основных варианта — солнечная и ядерная энергия. Первые три марсохода НАСА – Соджорнер, Спирит и Оппортьюнити – использовали солнечные панели для сбора световой энергии или фотонов от Солнца. Сегодня марсоходы, исследующие Марс – «Кьюриосити» и «Настойчивость» – используют систему под названием «Радиоизотопный термоэлектрический генератор» или РТГ.

Сабах Букс: Да, потому что здесь, на Земле, мы можем подключиться. На Марсе нам некуда подключаться.

Ведущий: Это Сабах Букс, технолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.

Сабах Букс: Я работаю в программе НАСА по радиоизотопным энергетическим системам, которая является партнерством НАСА и Министерства энергетики США.

[0:52] Ведущий: Министерство энергетики предоставляет НАСА ритэги для космических кораблей, в том числе те, которые используются для марсоходов Curiosity и Perseverance. РИТЭГ содержит диоксид плутония, который в основном представляет собой плутоний-238, радиоактивный изотоп или «радиоизотоп», созданный с учетом дисбаланса количества протонов и нейтронов в ядре каждого атома. Стремясь восстановить стабильность, атомы теряют частицы в процессе, известном как «распад», во время которого материал излучает постоянный поток тепла.

Сабах Букс: Принцип работы РИТЭГ заключается в том, что плутоний-238 — это просто горячий камень. И мы берем это тепло и преобразуем его в электричество. Итак, это похоже на то, как работает солнечная батарея: с помощью солнечной батареи вы излучаете свет и получаете электричество. Что ж, в радиоизотопном термоэлектрическом генераторе он забирает тепло у плутония и преобразует его в полезное электричество.

Диктор: Часть тепла от почти 11-фунтового горячего камня «Кьюриосити и Настойчивости» также распространяется по марсоходам.

[2:01] Сабах Букс: На Марсе очень холодно, а РИТЭГ находится сзади, что-то вроде хвоста марсохода. Итак, есть тепловые трубки, которые отбирают тепло от РИТЭГ и распределяют его по марсоходу, чтобы поддерживать его тепло. Температура отбраковочной или холодной стороны РИТЭГ составляет около 200 градусов Цельсия, поэтому тепла достаточно, чтобы марсоход оставался красивым и поджаренным.

(музыка)

Ведущий: Жидкий фреон действует как «кровь», которая прокачивается через сложную сеть трубок и собирает тепло, проходя мимо РИТЭГа. Эта система кровообращения сохраняет тепло туловища марсохода Curiosity и Perseverance размером с автомобиль, но их конечности – как рука, которая держит дрель – по-прежнему нуждаются в отдельных обогревателях, чтобы они не замерзли при температуре, которая зимой может опуститься до минус 120 градусов. градусов Цельсия или минус 184 градуса по Фаренгейту.

Хотя «Соджорнер» размером с микроволновую печь и марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» размером с тележку для гольфа в основном работали на солнечной энергии, у них также был ядерный источник энергии — можно сказать, бьющееся сердце, которое защищало их от холодного марсианского холода.

[3:13] Сабах Букс: «Соджорнер», «Дух» и «Оппортьюнити», у них всех были RHU, радиоизотопные нагреватели. И то, что они собой представляют, — это маленький кусочек плутония, который согревает их на холодных просторах Марса, как маленькая грелка для рук.

Ведущий: Каждая из этих плутониевых грелок для рук была меньше ластика на карандаше, но они значительно экономили энергию для этих миссий. Вместо того, чтобы тратить энергию на работу множества обогревателей, драгоценную электроэнергию марсохода можно было бы использовать для других занятий, например, для передвижения и фотографирования для отправки обратно на Землю.

Еще одним «источником энергии» для марсоходов являются люди, которые над ними работают: многотысячные команды контролируют все аспекты миссий, с первых дней проектирования марсохода до последнего дня, когда марсоход не сможет управлять автомобилем. более. Команды работают долгие часы, день за днем, часто решая сразу несколько проблем, чтобы марсоход продолжал работать.

[4:17] Миссии на Марс не только сложно создавать и осуществлять, но люди рискуют потратить большую часть своей карьеры на проект, который либо никогда не запустится на Марс, либо потерпит неудачу при попытке туда добраться. Например, в 1999 году марсианская программа НАСА потеряла как (неядерный) Mars Climate Orbiter, так и Mars Polar Lander, когда они достигли Марса.