El Mars Rover europeo utilizará una nueva fuente de energía nuclear
La unidad radiactiva ayudará a llevar a la superficie del planeta el primer vehículo explorador de Marte de Europa
Una impresión artística del rover ExoMars de la ESA, Rosalind Franklin.
La próxima misión europea a Marte utilizará un dispositivo pionero de propulsión nuclear que aprovecha la desintegración radiactiva del americio para mantener calientes sus componentes, una novedad en una nave espacial.
La Agencia Espacial Europea (ESA) anunció los planes el 16 de mayo, junto con detalles de un acuerdo con la NASA que cristalizó la contribución de la agencia estadounidense. a la misión largamente retrasada, que transportará el primer rover europeo a Marte, llamado Rosalind Franklin. La ESA estaba trabajando originalmente con la agencia espacial rusa Roscosmos en la misión, pero canceló la asociación en 2022 después de que Rusia invadió Ucrania.
Los dispositivos que aprovechan el calor producido por la desintegración de elementos radiactivos, conocidos como unidades calentadoras de radioisótopos (RHU), permiten que las naves espaciales funcionen sin depender de la electricidad generada por paneles solares para calentarlas. Históricamente, la ESA ha dependido de socios estadounidenses o rusos para proporcionar RHU que utilizan plutonio-238 para misiones, pero Desde 2009 trabaja en su propio programa para crear calentadores de radioisótopos.así como baterías que proporcionan electricidad.
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Las RHU europeas calentarán los componentes de la plataforma de aterrizaje de la misión, que despliega el rover sobre la superficie marciana. El módulo de aterrizaje alimenta al rover antes de que salga de la plataforma y abra sus paneles solares. Por lo tanto, extender la vida útil del módulo de aterrizaje proporciona respaldo en caso de que haya problemas durante el despliegue del rover, dice Orson Sutherland, líder del grupo de la ESA para la Exploración de Marte, con sede en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) en Noordwijk, Países Bajos.
desintegración del americio
Las unidades calefactoras de la ESA no sólo serán las primeras en Europa, sino también las primeras en cualquier lugar en utilizar americio-241, un subproducto de la desintegración del plutonio que contiene menos energía por gramo que su predecesor. Pero el americio-241 es más abundante y más barato, lo que significa que incluso si las RHU requieren más isótopo para funcionar, podrían ser menos costosas en general. “El desarrollo y lanzamiento de una RHU europea será una novedad para la ESA y un logro importante”, afirma Sutherland.
El rover Rosalind Franklin está equipado de manera única para buscar rastros de vida antigua en Marte, con un taladro de 2 metros que le permite excavar profundamente debajo de la superficie marciana. Pero el lanzamiento de la misión estaba originalmente previsto para 2018 y ya se había retrasado por problemas técnicos y la pandemia de COVID-19 incluso antes de que aumentaran las tensiones con Rusia.
La ESA tuvo que repensar radicalmente la misión a seguir sin la participación de Roscosmos, que debía construir el módulo de aterrizaje. Eso llevó a la ESA a crear un nuevo módulo de aterrizaje de diseño europeo y confiar en la NASA para llenar los vacíos restantes en el plan de la misión. Según el acuerdo, la NASA proporcionará capacidad para lanzar ExoMars en 2028, además de proporcionar motores de frenado para el módulo de aterrizaje. La NASA también proporcionará unidades calentadoras de radioisótopos para el rover.
Baterías del futuro
Las RHU de americio se están creando como parte del proyecto europeo Dispositivos que utilizan energía de radioisótopos (ENDURE). Debido a que los dispositivos contienen materiales radiactivos, requieren certificación antes de su lanzamiento. La colaboración está trabajando para cumplir con los requisitos de seguridad de lanzamiento a tiempo para 2028, dice Richard Ambrosi, físico y especialista en sistemas de energía espacial de la Universidad de Leicester, parte del equipo con sede en el Reino Unido que lidera el desarrollo del dispositivo.
Para finales de la década, ENDURE pretende haber desarrollado baterías de americio capaces de proporcionar electricidad a una nave espacial en lugar de solo calor, a tiempo para una serie de Misiones lunares de la ESA a principios de la década de 2030. Mientras que una RHU utiliza el calor producido naturalmente por la desintegración radiactiva, una batería nuclear, conocida como generador termoeléctrico de radioisótopos, convierte ese calor en energía eléctrica.
El Laboratorio Nuclear Nacional, con sede en Sellafield, Reino Unido, creará los gránulos de americio necesarios para los calentadores y baterías a partir del combustible nuclear gastado de las centrales eléctricas civiles del Reino Unido.
El hecho de que la ESA tenga sus propias unidades de calefacción permitirá a la agencia ampliar su horizonte de exploración, afirma Sutherland. “La capacidad de mantener calientes los sistemas de vuelo en zonas sombreadas, como cráteres, o durante la noche permitirá explorar zonas que antes eran inaccesibles y prolongar la vida útil de la misión”, afirma.
Este artículo se reproduce con permiso y fue publicado por primera vez el 21 de mayo de 2024.