Европейское космическое агентство сообщило, что их марсоход «Розалинда Франклин» будет оснащен источником ядерной энергии использующим америций-241

Предстоящая европейская миссия на Марс будет использовать новаторское устройство с ядерной установкой, которое использует радиоактивный распад америция для поддержания тепла своих компонентов — такой источник энергии будет впервые применяться для космических кораблей.

Европейское космическое агентство (ЕКА) объявило об этих планах 16 мая вместе с подробностями соглашения с НАСА, которое конкретизировало вклад американского агентства в давно откладываемую миссию, которая доставит первый в Европе марсоход под названием «Розалинда Франклин». Первоначально ЕКА работало над этой миссией с российским космическим агентством «Роскосмос», но разорвало партнерство в 2022 году.

Устройства, использующие тепло, выделяемое при распаде радиоактивных элементов, известные как радиоизотопные нагреватели (RHU), позволяют космическим кораблям работать, не полагаясь на электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями для их обогрева. ЕКА исторически полагалось на американских или российских партнеров в предоставлении RHU, использующих плутоний-238, для миссий, но с 2009 года работает над собственной программой по созданию радиоизотопных нагревателей, а также батарей, обеспечивающих электроэнергию.

Европейские RHU будут нагревать компоненты посадочной платформы миссии, которая доставит марсоход на поверхность Марса. Посадочный модуль активирует марсоход, прежде чем он покинет платформу и откроет солнечные панели. Таким образом, продление срока службы посадочного модуля обеспечивает резервную систему на случай, если возникнут проблемы с развертыванием марсохода, говорит Орсон Сазерленд, руководитель группы ЕКА по исследованию Марса, базирующейся в Европейском центре космических исследований и технологий (ESTEC) в Нордвейке, Нидерланды.

Нагревательные устройства ЕКА будут не только первыми в Европе, но и первыми в мире, в которых будет использоваться америций-241, побочный продукт распада плутония, который обеспечивает меньшую мощность на грамм, чем его предшественник. Но америций-241 более распространен и дешевле, а это означает, что даже если для работы RHU потребуется больше изотопа, в целом они могут быть дешевле. «Разработка и запуск европейского RHU станет первым достижением ЕКА и большим достижением всей космической отрасли в мире», — говорит Сазерленд.

Марсоход «Розалинда Франклин» оснащен уникальным оборудованием для поиска следов древней жизни на Марсе: 2-метровая буровая установка позволяет ему зарываться глубоко под поверхность Марса. Изначально миссию планировалось запустить в 2018 году, но она была отложена из-за технических проблем и пандемии COVID-19 еще до эскалации напряженности в отношениях с Россией.

ЕКА пришлось радикально переосмыслить миссию, чтобы продолжить ее без участия Роскосмоса, который должен был построить спускаемый аппарат. Это побудило ЕКА создать новый посадочный модуль европейской конструкции и положиться на НАСА, чтобы заполнить оставшиеся пробелы в плане миссии. Согласно соглашению, НАСА предоставит мощности для запуска в 2028 году, а также предоставит тормозные двигатели для спускаемого аппарата. НАСА также предоставит для марсохода радиоизотопные обогреватели.

Америциевые RHU создаются в рамках проекта «Европейские устройства, использующие радиоизотопную энергию» (ENDURE). Поскольку устройства содержат радиоактивные материалы, перед запуском они требуют сертификации. ЕКА и НАСА работают над выполнением требований безопасности запуска к 2028 году, говорит Ричард Амбрози, физик и специалист по космическим энергетическим системам из Университета Лестера, входящий в британскую группу, возглавляющую разработку устройства.

К концу десятилетия ENDURE планирует разработать америциевые батареи, способные обеспечивать космический корабль электричеством, а не только теплом, как раз к серии миссий ЕКА на Луну в начале 2030-х годов. В то время как RHU использует тепло, естественным образом выделяемое в результате радиоактивного распада, ядерная батарея, известная как радиоизотопный термоэлектрический генератор, преобразует это тепло в электрическую энергию.

Национальная ядерная лаборатория, расположенная в Селлафилде, Великобритания, будет создавать америциевые накопители, необходимые для нагревателей и батарей, из отработанного ядерного топлива гражданских электростанций Великобритании.

По словам Сазерленда, наличие у ЕКА собственных тепловых установок позволит агентству расширить горизонты разведки. «Способность поддерживать полетные системы в тепле в затененных местах, таких как кратеры, или в ночное время позволит исследовать ранее недоступные районы и продлит срок службы миссии», — говорит он.

Источник: nature.com