Çok görevli radyoizotop termoelektrik üreteci - Vikipedi

Bir MMRTG şeması

Çok görevli radyoizotop termoelektrik üreteci (MMRTG, Multi-mission radioisotope thermoelectric generator), Mars Bilim Laboratuvarı (MSL - Mars Science Laboratory) gibi NASA'nın uzay görevleri[1] için geliştirilen bir tür radyoizotop termoelektrik üretecidir ve Amerika Birleşik Devletleri Enerji Dairesi Nükleer Enerji Ofisi bünyesindeki Uzay ve Savunma Gücü Sistemleri Dairesi yetkisi altındadır. MMRTG, Aerojet Rocketdyne ve Teledyne Energy Systems kuruluşlarından oluşan bir ekip tarafından geliştirilmiştir.

Arka plan

[değiştir | kaynağı değiştir]
Birleştirme binasındaki New Horizons uzay aracına takılı bir MMRTG maketi basına servis edilirken (gerçeği fırlatmadan hemen önce uzay aracına takılır).

Uzay keşif görevleri, uzay aracına ve bilim araçlarına elektrik ve ısı sağlamak için güvenli, güvenilir, uzun ömürlü güç sistemleri gerektirir. Benzersiz bir güç kaynağı olan radyoizotop termoelektrik üreteci (RTG) - esasen ısıyı güvenilir bir şekilde elektriğe dönüştüren bir nükleer bataryadır.[2] Radyoizotop gücü, sekiz Dünya yörüngesindeki görevde, dış gezegenlerin her birine ve 11nci'nin ardından Dünya'nın uydusu Ay'a kadar olan Apollo görevlerinin her birine seyahat eden sekiz diğer görevde kullanılmıştır. Güneş Sistemi dışı görevlerden bazıları Pioneer, Voyager, Ulysses, Galileo, Cassini ve New Horizons görevleridir. Voyager 1 ve Voyager 2'deki RTG'ler 1977'den beri etkinlik gösteriyor. Benzer şekilde, Radyoizotop Isı Üniteleri (RHU, Radioisotope Heat Units), Apollo 11'deki kritik bileşenlere ve Mars gezginlerinin ilk iki nesline ısı sağlamak için kullanılmıştı.[3] Toplamda, son dört yılda, ABD tarafından 26 görev ve 45 RTG başlatıldı.

İşlev

[değiştir | kaynağı değiştir]
Cassini ve Galileo görevlerinde RTG'de kullanıldığı gibi 238PuO2 yakıt peleti. Bu fotoğraf, peleti bir grafit battaniyenin altında birkaç dakika yalıttıktan ve daha sonra battaniyeyi çıkardıktan sonra çekilmiştir. Pelet, radyoaktif bozunma (öncelikle α) süreci ile üretilen ısı nedeniyle sıcak ve kırmızı renkli olarak parlıyor. İlk güç çıkışı 62 watt değerindedir.

RTG'ler, bir radyoizotopun doğal çürümesi yoluyla ısıyı elektriğe dönüştürür. MMRTG'nin ısı kaynağı plütonyum-238 dioksittir. Katı hâl termoelektrik çiftleri, ısıyı elektriğe dönüştürür.[4] Güneş ışınlarından güç üreten güneş panellerinden farklı olarak, RTG'ler Güneş'e bağlı değildir, bu yüzden derin uzay görevlerinde kullanılabilirler.

Geçmiş

[değiştir | kaynağı değiştir]

2003 yılının Haziran ayında, Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (DOE) MMRTG geliştirilmesi işini, Aerojet Rocketdyne tarafından yönetilen bir ekibe verdi. Aerojet Rocketdyne ve Teledyne Energy Systems önceki uzay keşif görevleri için Teledyne tarafından geliştirilen bir önceki termoelektrik enerji üreteci olan SNAP-19 tasarımını temel alarak bir MMRTG tasarım konsepti üzerinde işbirliğine soyundu.[5] SNAP-19'lar Pioneer 10 ve Pioneer 11 görevlerinin[4] yanı sıra Viking 1 ve Viking 2 uzay araçlarına da güç vermişti.

Tasarım ve özellikler

[değiştir | kaynağı değiştir]

MMRTG, ABD Enerji Dairesi tarafından sağlanan sekiz adet Pu-238 dioksit genel amaçlı ısı kaynağı (GPHS) modülü ile desteklenmektedir. Başlangıçta, bu sekiz GPHS modülü yaklaşık 2 kW termal güç üretir. MMRTG tasarımında PbTe/TAGS termoelektrik çiftleri (Teledyne Energy Systems'tan) bulunur; burada TAGS malzemesi Tellür (Te), Gümüş (Ag), Germanyum (Ge) ve Antimon (Sb) içeren bir malzemedir. MMRTG, görevin başlangıcında 125 W elektrik enerjisi üretmek üzere tasarlanmıştır ve 14 yıl sonra yaklaşık güç 100 W değerine düşer.[6] 45 kg kütleye sahip olan MMRTG,[7] yaşamının başlangıcında yaklaşık kilogramı başına 2,8 W elektrik gücü sağlar.

MMRTG tasarımı, hem uzay boşluğunda hem de Mars yüzeyinde olduğu gibi gezegen atmosferi koşularında çalışabilir. MMRTG için tasarım hedefleri arasında yüksek derecede güvenlik sağlanması, en az 14 yıl olan ömrü boyunca güç seviyelerini iyileştirme ve ağırlığı en aza indirme yer almaktaydı.[2]

Uzay görevlerinde kullanım

[değiştir | kaynağı değiştir]
Mars Bilim Laboratuvarı'nın çok görevli radyoizotop termoelektrik üreteci.

Curiosity, 6 Ağustos 2012'de Gale Kraterine başarıyla inen Mars Bilim Laboratuvarı gezgini, bileşenleri ve bilim enstrümanlarına ısı ve elektrik sağlamak için bir MMRTG kullanıyordu. MMRTG'nin güvenilir gücü, birkaç yıl çalışmasını sağlayacaktı.[2]

20 Şubat 2015'te bir NASA yetkilisi, NASA'nın Curiosity gezgini tarafından kullanılana benzer üç MMRTG'ye yakıt sağlayabilir yeterli plütonyum olduğunu bildirmişti.[8][9] Biri zaten Mars 2020 gezginine ayrılmıştır.[8] Diğer ikisi, belirli bir görev veya programa atanmamıştır[9] ve 2021 yılının sonunda mevcut olabilir.[8]

Ayrıca bakınız

[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. ^ "Radioisotope Power Systems for Space Exploration" (PDF). Mart 2011. 18 Mayıs 2019 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mart 2015. 
  2. ^ a b c "Space Radioisotope Power Systems Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator" [Uzay Radyoizotopu Güç Sistemleri Çok Görevli Radyoizotop Termoelektrik Üreteci] (PDF). 2 Ekim 2013. 17 Haziran 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 5 Temmuz 2016. 
  3. ^ Bechtel, Ryan. "Radioisotope Missions" (PDF). Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı. 1 Şubat 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  4. ^ a b SNAP-19: Pioneer F & G, Final Report 24 Eylül 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Teledyne Isotopes, 1973
  5. ^ Ritz, Fred; Peterson, Craig E. (Mart 2004). "Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) program overview" (PDF). trs-new.jpl.nasa.gov. Pasadena, CA: NASA Jet Propulsion Laboratory. 18 Ekim 2019 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Ekim 2019. Gelecekteki NASA misyonları, Mars gibi gezegensel cisimlerin yüzey araştırması ve güneş sisteminin dünya yörüngesinin ötesinde uzayın boşluğunda araştırılması için güvenli, güvenilir, uzun ömürlü güç sistemleri gerektiriyor. Bu ihtiyacı gidermek için, Enerji Bakanlığı ve NASA, radyoizotop güç sistemlerini geliştirmeyi başlatmıştır. (Future NASA missions require safe, reliable, long-lived power systems for surface exploration of planetary bodies such as Mars as well as exploration of the solar system in the vacuum of space beyond Earth orbit. To address this need, the Department of Energy and NASA have initiated the development radioisotope power systems.) 
  6. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 9 Ağustos 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  7. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 2 Şubat 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  8. ^ a b c Leone, Dan (11 Mart 2015). "U.S. Plutonium Stockpile Good for Two More Nuclear Batteries after Mars 2020" [Mars 2020'den Sonra İki Nükleer Pil için ABD Plütonyum Stoğu İyi Durumda]. Space News. Erişim tarihi: 12 Mart 2015. 
  9. ^ a b Moore, Trent (12 Mart 2015). "NASA can only make three more batteries like the one that powers the Mars rover" [NASA, Mars gezginine güç sağlayan yalnızca üç pil daha yapabilir]. Blastr. 14 Mart 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mart 2015. 

Dış bağlantılar

[değiştir | kaynağı değiştir]
Wikimedia Commons'ta Radyoizotop termoelektrik jeneratörü ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Çok_görevli_radyoizotop_termoelektrik_üreteci&oldid=30468962" sayfasından alınmıştır