Войти
Схема MMRTG. Многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) представляет собой тип радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), разработанного для НАСА космических полетов, таких как Марсианская научная лаборатория (MSL), под юрисдикцией Соединенных Штатов департамента Министерства энергетики космоса и обороны Энергетические системы в Управлении ядерной энергии. MMRTG был разработан отраслевой группой компаний Aerojet Rocketdyne и Teledyne Energy Systems.
Для миссий по исследованию космоса требуются безопасные, надежные и долговечные энергосистемы для обеспечения электричеством и теплом космических аппаратов и их научных приборов. Уникальным источником энергии является радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) - по сути, ядерная батарея, которая надежно преобразует тепло в электричество. Радиоизотопная мощность была использована на восемь околоземных миссиях, восемь миссий к внешним планетам, и Apollo миссии после Аполлона 11 на Луну. Миссии за пределами Солнечной системы - это миссии Pioneer 10 и 11, Voyager 1 и 2, Ulysses, Galileo, Cassini и New Horizons. РИТЭГи на « Вояджере-1» и « Вояджере-2» эксплуатируются с 1977 года. Всего за последние четыре десятилетия США было запущено 26 миссий и 45 РИТЭГов.
Твердотельные термоэлектрические пары преобразуют тепло производимого естественного распада в радиоизотопных плутоний-238 в электроэнергии. Принцип физического преобразования основан на эффекте Зеебека, подчиняющемся одному из взаимных соотношений Онзагера между потоками и градиентами в термодинамических системах. Градиент температуры генерирует электронный поток в системе. В отличие от фотоэлектрических солнечных батарей, РИТЭГи не зависят от солнечной энергии, поэтому их можно использовать для полетов в дальний космос.
В июне 2003 года Министерство энергетики (DOE) заключило контракт на MMRTG с командой, возглавляемой Aerojet Rocketdyne. Aerojet Rocketdyne и Teledyne Energy Systems совместно разработали концепцию проекта MMRTG, основанную на предыдущей конструкции термоэлектрического преобразователя SNAP-19, разработанной Teledyne для предыдущих миссий по исследованию космоса. SNAP-19 использовались для миссий Pioneer 10 и Pioneer 11, а также для посадочных устройств Viking 1 и Viking 2.
MMRTG питается от восьми модулей источников тепла общего назначения на основе диоксида Pu-238 (GPHS), предоставленных Министерством энергетики США (DOE). Первоначально эти восемь модулей GPHS вырабатывают около 2 кВт тепловой энергии.
Конструкция MMRTG включает термоэлектрические пары PbTe / TAGS (от Teledyne Energy Systems ), где TAGS - это аббревиатура, обозначающая материал, содержащий теллур (Te), серебро (Ag), германий (Ge) и сурьму (Sb). MMRTG рассчитан на выработку электроэнергии 125 Вт в начале полета, а через 14 лет она упадет примерно до 100 Вт. При массе 45 кг MMRTG обеспечивает около 2,8 Вт / кг электроэнергии в начале эксплуатации.
Конструкция MMRTG способна работать как в космическом вакууме, так и в планетных атмосферах, например, на поверхности Марса. Цели разработки MMRTG включали обеспечение высокой степени безопасности, оптимизацию уровней мощности в течение минимального срока службы 14 лет и минимизацию веса.
Многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор Марсианской научной лаборатории. Марсоход Curiosity, который успешно приземлился в кратере Гейла 6 августа 2012 года, использует один MMRTG для подачи тепла и электричества для своих компонентов и научных приборов. Надежное питание от MMRTG позволит ему проработать несколько лет.
20 февраля 2015 года официальный представитель НАСА сообщил, что у НАСА достаточно плутония для заправки еще трех MMRTG, подобных тому, который используется марсоходом Curiosity. Один уже заинтересован в Mars 2020 и его марсоходе Perseverance. Два других не были назначены для какой-либо конкретной миссии или программы и могут быть доступны к концу 2021 года.
MMRTG был успешно запущен в космос 30 июля 2020 года на борту миссии Mars 2020 и теперь используется для снабжения научного оборудования марсохода Perseverance теплом и энергией. MMRTG, используемый в этой миссии, представляет собой F-2, построенный компаниями Teledyne Energy Systems, Inc. и Aerojet Rocketdyne по контракту с Министерством энергетики США (DOE) со сроком службы до 17 лет.
Предстоящая миссия NASA Dragonfly на спутник Сатурна Титан будет использовать один из двух MMRTG, на которые команда Aerojet Rocketdyne / Teledyne Energy Systems недавно получила контракт. MMRTG будет использоваться для зарядки набора литий-ионных аккумуляторов, а затем использовать этот источник с более высокой плотностью мощности для управления квадроциклом на коротких прыжках над поверхностью Луны.
MMRTG стоить приблизительно US $ 109 млн на производство и US $ 83000000 для исследования и разработки. Для сравнения, производство и развертывание GPHS-RTG составило примерно 118 000 000 долларов США.
