Americiul, un izotop puțin cunoscut publicului larg, este considerat tot mai mult de cercetători drept „combustibilul viitorului explorării spațiale”, un înlocuitor al plutoniului-238 care a alimentat misiunile istorice Voyager. Iar această schimbare ar putea remodela modul în care omenirea explorează spațiul profund, de la sonde interstelare la misiuni pe lumi îndepărtate, informează Interesting Engineering.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Voyager 1 și 2, lansate în 1977, continuă să funcționeze la marginea sistemului solar datorită RTG-urilor, generatoare termoelectrice pe bază de radioizotopi. Nu panourile solare le-au menținut în viață aproape jumătate de secol, ci plutoniul-238, care se dezintegrează constant, în timp ce eliberează căldură convertită în electricitate.
Dacă aproape orice satelit aflat în apropierea Pământului folosește energie solară, la distanțe precum Jupiter sau Pluto lumina devine insuficientă. O sondă alimentată solar ar avea nevoie de aripi solare mai mari decât un teren de fotbal, imposibil de pus în practică. RTG-urile, compacte și lipsite de părți mobile, oferă exact opusul… energie stabilă, de lungă durată.
Plutoniul-238, un combustibil excelent, dar tot mai rar
Plutoniul-238 are un timp de înjumătățire de 88 de ani și a fost coloana vertebrală a explorării spațiale timp de decenii. A alimentat misiuni până la Saturn, Pluto și dincolo de ele. Însă problema este producția. Izotopul nu se găsește în natură și trebuie creat în reactoare nucleare.
După Războiul Rece, stocurile globale au scăzut dramatic, iar NASA s-a trezit în criză. Roverul Curiosity a consumat unele dintre ultimele rezerve consistente ale SUA. Producția a fost reluată abia în 2015, iar în prezent cantitățile obținute anual sunt modeste, insuficiente pentru ambițiile spațiale ale următoarelor decenii.
Americiul-241, combustibilul din deșeuri care poate dura secole
Aici intră în scenă americiul-241. Cu un timp de înjumătățire de 432 de ani, de cinci ori mai mare decât al plutoniului-238, americiul promite misiuni care nu durează decenii, ci secole întregi. Și, spre deosebire de plutoniu, nu trebuie produs de la zero. Practic, el se acumulează în deșeurile nucleare.
Mari cantități există deja în Marea Britanie și alte țări europene, ceea ce transformă americiul într-o resursă accesibilă și strategică. Europa, care și-a pierdut accesul la materiale nucleare rusești, îl vede astfel ca pe o cale către independență energetică spațială.
Plutoniu vs. americiu, alegerea între putere și rezistență
Americiul produce de cinci ori mai puțină căldură decât plutoniul. Asta înseamnă RTG-uri mai mari și mai grele, un dezavantaj major în misiunile în care masa este esențială. Diferența este însă clară.
Plutoniul-238 este puternic, compact, ideal pentru rovere sofisticate și instrumente energofage. Americiul-241, în schimb, este mai slab, dar extrem de longeviv, perfect pentru sonde mici, simple, trimise la distanțe mari pentru perioade uriașe.
Cu alte cuvinte, dacă plutoniul este „motorul turbo”, americiul este „dieselul de cursă lungă”.
Proiectele care pregătesc revoluția americiului
Universitatea din Leicester, în colaborare cu ESA și agenția spațială britanică, dezvoltă de peste un deceniu sisteme energetice bazate pe americiu. Acestea includ RTG-uri mari pentru viitoare sonde interplanetare, precum și uunități mici de încălzire radioactive, menite să mențină instrumentele calde pe lumi înghețate.
Americiul este deosebit de atractiv pentru misiuni lente, îndepărtate, cu nevoi energetice minime, precum sonde care studiază procese geologice pe lunile înghețate sau instrumente trimise să plutească în spațiu interstelar timp de sute de ani.
Americiul ar putea alimenta sonde interstelare care ar rătăci timp de sute de ani în spațiu, continuând să trimită date mult după schimbarea generațiilor pe Pământ. Un concept NASA pentru o misiune care să ajungă la 1000 de unități astronomice distanță ar avea nevoie exact de acest tip de longevitate, una care se întinde nu pe decenii, ci pe generații întregi.
Mai mult, Europa, după ce a pierdut accesul la sisteme nucleare rusești, vede americiul ca soluție pentru misiuni viitoare, precum roverul marțian Rosalind Franklin.
O nouă geopolitică a energiei spațiale
Până acum, SUA a dominat domeniul RTG-urilor datorită producției sale de plutoniu-238. Dar americiul, abundent în Europa, ar putea schimba explorarea spațială profundă. Țările nu ar mai depinde de stocurile americane, iar noi actori, inclusiv Europa, ar putea lansa misiuni în zone ale sistemului solar inaccesibile cu energia solară.
Pe termen lung, americiul ar putea alimenta nu doar sonde spațiale, ci și sisteme terestre în condiții extreme: submarine destinate explorării abisului oceanic, baze izolate, instrumente oceanografice sau instalații militare autonome.
Un viitor cosmic alimentat de un element ignorat
Plutoniul-238 a deschis calea către Luna, Saturn și marginea sistemului solar. Dar rezervele sale limitate și ambițiile tot mai mari ale agențiilor spațiale cer o alternativă. Americiul nu oferă intensitatea plutoniului, dar oferă ceva mai valoros în spațiul profund… timp.
Iar în locurile unde lumina nu mai ajunge, unde secolele trec precum clipele, longevitatea este cea mai importantă resursă.
