U predstojećoj europskoj misiji na Mars koristit će se inovativni uređaj na nuklearnu energiju koji će raspadanje americija upotrebljavati za održavanje temperature komponente na prvom europskom roveru koji bi se trebao kretati Marsom. Časopis Nature objavio je da se u najavi misije koju je Europska svemirska agencija objavila 16. svibnja najavljuje i korištenje takvog uređaja. A pojašnjava se i uloga NASA-e u tom pothvatu.
Misija je već u kašnjenju, odnosno već je odgađana, i to zbog prekida veza s Rusijom, odnosno suradnje s Roscosmosom, što je otvorilo rupu u planiranom budžetu od 1,3 milijarde eura. ExoMars, kako se program spuštanja prvog europskog rovera na Crveni planet zove, trebao bi konačno početi 2028. godine nakon što su zemlje članice Europske svemirske agencije pristale dati još 360 milijuna eura. Originalno je misija trebala krenuti 2018. godine, ali je odgađana zbog tehničkih problema, pandemije, a na kraju i zbog rata u Rusiji. Zbog toga je morala biti temeljito izmijenjena jer više nije bilo moguće surađivati s ruskom tvrtkom koja je trebala izraditi platformu za spuštanje. I onda je partner postala NASA. Tako se stvari ipak kreću pa je objavljen i taj znanstveno vrlo zanimljiv detalj oko rovera Rosalind Franklin koji bi se trebao spustiti na Mars.
Inače je Rosalind Franklin bila britanska znanstvenica najpoznatija po svojoj ulozi u otkrivanju molekularne strukture DNK. Nažalost, nije zbog toga dobila i Nobelovu nagradu, umrla je, naime, vrlo mlada, tek s 38 godina pa je davanje njezina imena ovako važnoj europskoj letjelici u svakom slučaju zasluženo. Dakle, uređaji koji koriste toplinu proizvedenu raspadom radioaktivnih elemenata, poznati kao radioizotopne grijaće jedinice, Radioisotope Heater Units, omogućuju rad svemirskih letjelica bez oslanjanja na električnu energiju koju generiraju njihovi solarni paneli kako bi ih zagrijali. Dugo se ESA oslanjala na pomoć američkih i ruskih partnera od kojih su dolazili uređaji koji su koristili plutonij-238, ali onda je europska agencija počela s razvojem vlastitih radioizotopnih grijača, kao i baterija kao izvora električne energije. Ovi novi grijači europske proizvodnje zagrijavat će komponente na platformi za spuštanje s koje bi rover trebao sići na površinu Marsa. Grijači koji dolaze od NASA-e zagrijavat će komponente na samom roveru. S platforme dolazi energija kojom se napaja rover koji onda silazi i rasklapa solarne panele. Što platforma ima više energije, to će se smanjivati mogućnost da misija zastane ako bude nekih problema s roverom. Na prvi pogled nije ovdje ništa revolucionarno osim što su grijači europske proizvodnje. No, osim toga, prvi su i po korištenju americija-241 što je nusproizvod raspada plutonija pri čemu se ipak dobiva manje snage po gramu. Ali americija-241 ima više i jeftiniji je, što znači da, iako grijači trebaju više izotopa, mogli bi ukupno biti bitno jeftiniji.
– Najvažniji problem kod nuklearnih generatora je njihovo lansiranje s površine Zemlje gdje nešto može poći po zlu i završiti radioaktivnim zagađenjem. Osim toga, sonde za Mars u pravilu se lansiraju prema Veneri da iskoriste gravitacijsko privlačenje Venere za ubrzanje sonde. Naime, planeti bliže Suncu gibaju se brže, odnosno sonda postiže potrebno ubrzanje za let prema Marsu ne spaljujući dodatno gorivo.
Na povratku od Venere prema Marsu opet se ubrzava prolaskom pored Zemlje gdje najmanja greška završava u obliku radioaktivnog meteora. Sve ovo bio je problem kod ranijih sondi za vanjske planete Sunčeva sustava koje su koristile plutonij za svoje nuklearne generatore. Korištenje izotopa americija Am-241 za grijanje opreme u tom smislu je dobro rješenje jer emitira alfa-čestice koje zaustavlja list papira te slabe gama-zrake koje zaustavlja list olova. Am-241, dakle, ne emitira intenzivne gama-zrake i ne emitira neutrone. Vrijeme poluraspada mu je čak 432 godine pa sonda može dugo raditi na Marsu i grijati svoju opremu tijekom vrlo hladnih noći na Marsu gdje temperature variraju od 27 °C po danu do čak -128 °C noću – rekao nam je ugledni naš nuklearni fizičar dr. sc. Tonči Tadić s Instituta Ruđer Bošković.
POVEZANI ČLANCI:
Ti inovativni europski grijači napravljeni su unutar projekta European Devices Using Radioisotope Energy, ENDURE. Zbog toga što koriste radioaktivni materijal, potrebno je za njih imati i posebne certifikate da bi ih se moglo lansirati. U ovoj suradnji, objašnjava se dalje u Natureu, nastoji se postići takvu razinu sigurnosti do lansiranja negdje 2028. godine. Sljedeći je korak za program ENDURE napraviti i baterije s americijem koje bi mogle osiguravati dovoljno električne energije za cijelu letjelicu, a ne samo za grijače, ali uspjeh bi bilo kada bi se to napravilo na vrijeme da se stigne do planiranog pokretanja europske misije na Mjesec početkom sljedećeg desetljeća.
Rover Rosalind Franklin opremljen je i za traženje tragova drevnog života na Marsu, što je cilj praktički svake misije, jasno, uz druge znanstvene ciljeve. Ovaj europski rover ima i bušilicu sa svrdlom od dva metra kojom može bušiti dublje ispod površine Crvenog planeta. Podsjeća se kako grijači koriste toplinu koja nastaje raspadom radioaktivnih elemenata dok baterija tako dobivenu toplinu pretvara u električnu energiju. Tako se takve baterije i zovu radioizotopski termoelektrični generatori. Kuglice americija potrebne za grijače i baterije dolazit će iz Velike Britanije, Nacionalnog nuklearnog laboratorija u Sellafieldu, a dobivat će ih se od istrošenog goriva koje se koristilo u britanskim nuklearnim centralama.
Plutonij-238 skup je i zahtjevan u proizvodnji, Rusija i SAD dominiraju u tom segmentu s time da NASA ima jedva dovoljno i za sebe. Stoga se moralo pronaći alternativu, a to je americij. ESA je svojevremeno namijenila 29 milijuna eura za razvoj baterije na americij gdje se pristajalo na kompromis, za manju cijenu dobivalo se i manje potencijalne energije od plutonija-238, no izgleda da je to sasvim prihvatljiv kompromis koji će se uskoro i realizirati. Jer, zbog njegove relativne zastupljenosti, proizvodnja pojedinačnog vata energije korištenjem americija u odnosu na plutonij-238 košta oko jedne petine cijene.
VIDEO SAD lansirao misteriozni robotski 'svemirski brod' u još jednu tajnu misiju
