नासा ने रोचेस्टर इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी प्रोजेक्ट को हरी बत्ती दी है, जो वर्तमान में ग्रहीय मिशनों के लिए उपयोग किए जाने वाले परमाणु ऊर्जा स्रोत से दस गुना छोटा है।
आज अधिकांश उपग्रह संचालन में सौर पैनलों द्वारा संचालित होते हैं जो फोटोन को अवशोषित करके सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करते हैं और विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने वाले पैनल कोशिकाओं की सामग्री में संभावित असंतुलन पैदा करते हैं। ये पैनल अपना काम बहुत अच्छी तरह से करते हैं, लेकिन मंगल की कक्षा से परे गहरे अंतरिक्ष में, या कठोर परिस्थितियों में जैसे कि मंगल ग्रह की धूल भरी आंधी या चंद्रमा पर लंबी रातें, सूरज की रोशनी बस आवश्यक ऊर्जा का उत्पादन नहीं कर सकती है।
एक विकल्प के रूप में, कई अंतरिक्ष यान बोर्ड पर मल्टी-मिशन रेडियोआइसोटोप थर्मल जनरेटर (एमएमआरटीजी) ले जाते हैं, जो बिजली उत्पन्न करने के लिए तापमान प्रवणता का उपयोग करते हैं। दूसरे शब्दों में, रेडियोआइसोटोप गर्मी पैदा करता है, और थर्माकोपल्स इसे सीधे बिजली में परिवर्तित करते हैं। यह सिद्धांत इंजीनियरों से परिचित है और पृथ्वी पर व्यापक रूप से मिट्टी के तेल से चलने वाले रेडियो और भट्टियों जैसी चीजों के लिए उपयोग किया जाता है जो मोबाइल उपकरणों को भी चार्ज कर सकते हैं।
MMRTGs के साथ समस्या यह है कि वे अपेक्षाकृत भारी होते हैं। उदाहरण के लिए, नासा के Perseverance रोवर पर इस्तेमाल की गई जोड़ी का व्यास 64 सेमी, लंबाई 66 सेमी और वजन 45 किलोग्राम है। उनमें से प्रत्येक में ईंधन के रूप में 4,8 किलोग्राम प्लूटोनियम डाइऑक्साइड होता है, जो रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के दौरान ठोस-अवस्था थर्मोक्यूल्स को गर्मी प्रदान करता है।
नतीजतन, इन MMRTGs को बहुत बड़े अंतरिक्ष यान के लिए डिज़ाइन किया गया है, और Perseverance एक SUV के आकार का है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उपयोग की जा रही प्रणाली में केवल इतनी विशिष्ट शक्ति है, जो इस बात का माप है कि प्रति यूनिट मशीन से कितने वाट बिजली का उत्पादन किया जा सकता है। एक पारिवारिक कार की विशिष्ट शक्ति 50 से 100 W/kg होती है, जबकि एक फाइटर जेट में लगभग 10 W/kg होती है। इसके विपरीत, MMRTG का अनुपात लगभग 000 W/kg है।
एक संभावित उपकरण के आकार, वजन और शक्ति (SWaP) ऊष्मप्रवैगिकी पर विचार करके, नासा परियोजना मात्रा में समान रूप से महत्वपूर्ण कमी के साथ, इस अनुपात को परिमाण के क्रम से 3 W/kg तक कम करने की उम्मीद करती है।
यह एक नए सिद्धांत का उपयोग करके हासिल किया जाता है, जो अनिवार्य रूप से एक सौर पैनल है जो रिवर्स में काम करता है। जब एक सौर पैनल प्रकाश को अवशोषित करता है, तो इसका कुछ हिस्सा बिजली में परिवर्तित हो जाता है और इसका अधिकांश भाग गर्मी में परिवर्तित हो जाता है। नया रेडियोआइसोटोप शक्ति स्रोत थर्मोरेडिएटिव तत्व के सिद्धांत पर काम करता है, जहां इन्फ्रारेड लाइट के रूप में गर्मी विभिन्न संयोजनों में इंडियम, आर्सेनिक, एंटीनोमी और फास्फोरस से बने तत्वों के साथ एक पैनल को हिट करती है। यह विपरीत ध्रुवता के साथ एक संभावित अंतर पैदा करता है जो सौर कोशिकाओं में होता है।
संक्षेप में, एक थर्मोरेडिएटिव तत्व गर्मी से बिजली उत्पन्न करता है और इन्फ्रारेड फोटॉन के रूप में खर्च की गई ऊर्जा को रिलीज करता है। यह न केवल सोलर पैनल की उल्टी दिशा में काम करता है, बल्कि यह कहीं अधिक कुशल भी है। नतीजा एक नया थर्मल विकिरण जनरेटर (टीआरजी) है।
यदि इस नई तकनीक को अमल में लाया जा सकता है, तो इसका मतलब होगा कि भविष्य के मिशन बृहस्पति और उससे आगे, या चंद्रमा के ध्रुवीय क्षेत्रों के स्थायी रूप से छायादार गड्ढों के लिए, छोटे जनरेटर के साथ क्यूबसैट-आकार के अंतरिक्ष यान का उपयोग करने में सक्षम होंगे, ताकि उन्हें सब कुछ प्रदान किया जा सके। उन्हें जिस शक्ति की आवश्यकता है।
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