Двигатель Стирлинга будет работать на других планетах

Опубликовано 10 Фев 2012. Автор: Kenn

Прототип нового изотопного источника энергии

В недавней статье рассказывалось о планетолёте, который возможно будет запущен к Титану, спутнику Сатурна. Источник питания в нём настолько слаб, что не может одновременно питать двигатель, который обеспечивает полёт, научные приборы и аппаратуру связи, для этого у радиоизотопного источника питания не хватает мощности. Почему же всё-таки в качестве источника питания не выбраны привычные солнечные панели?

Луна, Марс, спутники Сатурна и Юпитера — вот основные цели сегодняшней космонавтики. И если у первых двух планет уровень освещённости Солнцем высокий, то на орбитах Юпитера и Сатурна солнечного света уже так мало, что использовать солнечные панели на нём просто невозможно, для этого их площадь должна быть непомерно огромной, энергия полученная от них не сможет обеспечить работу мотора атмосферного самолёта летящего над Титаном. Поэтому был выбран маломощный, но лёгкий радиоизотопный источник питания. КПД такого источника крайне низок, а было бы очень хорошо, если бы энерговооружённость беспилотного исследовательского аппарата была достаточной.

Возможно, что ситуацию позволит изменить разрабатывающийся сейчас в НАСА радиоизотопный генератор объединённый с двигателем Стирлинга, у которого КПД будет гораздо выше. Вместо 5-7% КПД обычного радиоизотопного источника, разработчики рассчитываются достичь 38%. При этом масса генератора будет около 1300 граммов, а генерируемая мощность достигнет 140 Вт. Двигатель Стирлинга представляет собой вариант поршневого двигателя, однако его рабочее тело замкнуто внутри двигателя и не сообщается с внешней средой, для работы ему требуется только подача внешнего тепла, причём безразлично каков его источник. Таким генератором тепла как раз и должен стать плутониевый радиоизотопный источник энергии.

Технология пока находится только в самом начале развития, но разработчики надеются, что до 2016 года (срока отправки космической миссии на Титан) они всё-таки успеют сделать удовлетворяющую заданным требованиям практическую реализацию этой идеи. На последнем из представленных далее очень интересных видео, демонстрирующих работу двигателя Стирлинга, максимально полно показана схема, которая будет применяться в космосе — нагрев, преобразование в механическую энергию тепла, выделяемого при распаде изотопов, генерирование электричества для питания двигателя крутящего пропеллер планетолёта.