Hidas palaminen tuottaa virtaa Nasan luotaimiin

Tulevaisuuden avaruuslennot edellyttävät uusia energiajärjestelmiä, jotka toimivat ilman auringonvaloa. Siksi Nasa aikoo kehittää uuden pariston, joka tuottaa aluksille sähköä hitaalla ja hallitulla palamisella.

Aurinkokennot, akut ja ydinparistot ovat pitkään olleet avaruusalusten kaikkien toimintojen energianlähteenä. Mittauslaitteet, kamerat ja navigointijärjestelmät tarvitsevat lämpöä ja sähköä toimiakseen avaruudessa. Samat vaatimukset on mönkijöillä, jotka tutkivat planeetan pintaa. Tutkimusmatkat vaikeapääsyisimpiin paikkoihin edellyttävät kuitenkin uusia, erityisen energiatiheitä ja kestäviä energianlähteitä, jotka ovat nyt herättäneet Nasan kiinnostuksen.

Yhdysvaltojen avaruusjärjestö aikoo kehittää eräänlaisen hitaasti palavan pariston, joka voi tuottaa virtaa tulevaisuuden avaruusalusten tietokoneisiin ja mittauslaitteisiin. Niitä käytetään Aurinkokunnan vaativimmilla tutkimuslennoilla planeettojen varjopuolella tai muilla alueilla, minne

Auringon säteet eivät yllä. Siksi Nasa on vuonna 2020 myöntänyt energianlähteen kehittämiseksi rahoitusta kahdelle tutkijajoukolle, joista toinen on Keski-floridan ja toinen Texasin yliopistosta. Suurin haaste tutkijoille on pariston saaminen palamaan hallitusti niin, että se voi tuottaa virtaa vakaasti pitkillä lennoilla.

Liian heikkoja akkuja

Akut ja aurinkopaneelit ovat Nasassa tuttua ja testattua tekniikkaa. Esimerkiksi jo käytöstä poistuneiden Mars-mönkijöiden Spiritin ja Opportunityn moottorit, tietokoneet ja sähköjärjestelmät toimivat aurinkopaneelien voimalla ja yöllä varavirtalähteenä olivat akut. Menetelmässä ilmeni kuitenkin häiriöitä, kun Marsin suurien myrskyjen pöly laskeutui aurinkopaneeleille ja esti Auringon säteiden pääsyn niille. Lisäksi joillakin Nasan tulevilla lennoilla esimerkiksi jääkuihin, kuten Jupiterin Europaan tai Saturnuksen Enceladukseen, etäisyys Aurinkoon on niin suuri, että aurinkopaneeleista on vaikeaa saada tarpeeksi virtaa. Nasan ongelma on se, että parhaidenkin yleiseen litiumioniteknologiaan perustuvien akkujen energiatiheys on korkeintaan noin 400 wattituntia akkukiloa kohti. Energiatiheys ilmaisee, miten paljon energiaa akussa on kiloa kohti, ja suuri energiatiheys takaa pitkän toimintamatkan. Nasa tarvitsee akkuja, joiden energiatiheys on vähintään 600 Wh/kg, paitsi jääkuihin lähetettäviin luotaimiin myös esimerkiksi miehitettyihin kuulentoihin, missä vakaa lämmön ja virran lähde on välttämätön myös yöaikaan.

Tutkijoiden arvion mukaan energianlähteillä, jotka perustuvat Floridan ja Texasin tutkijaryhmien kehittämien materiaalien kaltaisiin pyrolysoituviin aineisiin, voi