Domanda:
Perché non è stato utilizzato un RTG sulla navicella Juno?
Hyperdrive Enthusiast
2016-07-06 21:56:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Quando ho sentito parlare per la prima volta della sonda Juno, sono rimasto sorpreso dal fatto che avrebbe utilizzato i pannelli solari per generare energia durante la missione. Perché non è stato utilizzato un generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG) al posto dei pannelli solari?

È perché gli RTG sono più costosi dei pannelli solari ora? Tutte le missioni passate su Giove utilizzavano RTG per il potere.

Quattro risposte:
#1
+69
Phiteros
2016-07-06 22:01:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

È proprio questo. Il plutonio-238, che viene utilizzato nella creazione di generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG), è molto difficile da trovare. Ci sono molti articoli su questo argomento, da Popular Science a Space News.

Fondamentalmente, si tratta del fatto che il plutonio-238 è ora scarseggiano ed è difficile guadagnare di più a causa della non proliferazione nucleare. Delle scorte che la NASA ha lasciato, possono fare tre RTG. Uno di questi verrà sicuramente utilizzato per Mars 2020, perché utilizza lo stesso design di Curiosity. Gli altri due non sono stati ancora assegnati. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti potrebbe iniziare a produrre altro plutonio-238, ma quanto e quando è ancora da vedere.

Dr. Emmett Brown: _ "Sono sicuro che nel 1985, il plutonio è disponibile in ogni farmacia d'angolo, ma nel 1955 è un po 'difficile da trovare!" _ Si scopre che è ancora un po' difficile da trovare.
@MarkAdler Immagino che siamo un po 'in ritardo sulla pianificazione del Mr Fusion.
Ho sentito questa presentazione del processo di produzione di RTG al plutonio. È come se Rube Goldberg ne fosse responsabile. Dal dottor Makenot: http://spirit.as.utexas.edu/~fiso/telecon/McNutt_4-16-14/ Non dico che potrebbe essere fatto in alcun modo migliore, semplicemente non sembra il grande futuro per l'approvvigionamento energetico durante il volo spaziale.
@LocalFluff ringrazia per il collegamento a quella presentazione, che è stato affascinante.
Un altro fattore sono gli enormi progressi che sono stati fatti nella generazione di energia solare negli ultimi trent'anni. Detto questo, sospetto che se i progettisti di Juno avessero i loro druthers, sarebbe alimentato da RTG piuttosto che da pannelli solari.
Aggiungete a ciò i pannelli solari sono molto meglio ora.
Oltre al costo della batteria stessa che è una parte considerevole del budget ristretto di \ $ 700 milioni, l'importo dell'assicurazione che devi pagare per quelli è facilmente dell'ordine di decine di milioni, essendo almeno nell'intervallo, se non superiore, al Pu238 costa se stesso (si stima che 4,8 kg di Pu238 per Curiosity costino \ $ 15 milioni, per quelli generati in futuro come da LANL sarà probabilmente di più)
Che cos'è \ $… ** mio **? Pensavo usassimo USD o solo \ $?
@JDługosz Penso che significhino 700 milioni di dollari.
@AnthonyX Do la colpa all'invenzione dei transistor. Senza di loro avremmo robot intelligenti con propulsori a reazione entro il 2077 (e subito dopo una guerra nucleare). Invece abbiamo ... cosa? Piccoli elicotteri RC con più eliche?
L'Oak Ridge National Laboratory ha già iniziato a produrre plutonio. Penso che l'anno scorso abbiano prodotto un paio di once. Non so quanto tempo ci vorrà per scalare, ma l'obiettivo è produrre circa 5 libbre all'anno.
Il budget di @PlasmaHH New Horizons è di \ $ 700 milioni e ha RTG. Inoltre, Juno ha superato il budget di \ $ 700 mil di un bel po ', penso che il nuovo budget sia di circa \ $ 1 miliardo.
@ventsyv Juno può avere pannelli solari e funzionare in modo efficiente alla distanza orbitale di Giove. Ma fuori da Plutone, la luce solare è troppo debole per cavarsela con i pannelli solari. Un RTG è l'unica opzione.
Un punto interessante che @PlasmaHH fa. 4,8 kg di PU-238 legati a (quante tonnellate?) Di carburante per missili e accelerato a (quale velocità?) Nell'atmosfera? Come si valuta la copertura assicurativa per questo? (o correre felicemente il rischio in primo luogo?)
#2
+36
PearsonArtPhoto
2016-07-07 05:47:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Un'altra nota interessante è che questa missione più di ogni altra missione nel sistema solare esterno può utilizzare l'energia solare. Perché? Juno è in un'orbita polare e sarà continuamente al sole. Anche i pannelli solari stanno diventando più potenti di quanto non abbiano fatto in precedenza. Tra i due di questi, il solare era un'opzione più interessante di quanto non fosse in passato. Se fosse assolutamente necessario, si potrebbe utilizzare un RTG, ma in realtà i pannelli solari erano possibili, e quindi sono stati utilizzati.

Questo è un punto molto importante: se ti imbatti in un'illustrazione dell'orbita, potrebbe essere un'ottima aggiunta. Qualcosa che mostra perché l'orbita non passa mai attraverso l'ombra, dal momento che alcune orbite polari potrebbero certamente, considerando che Giunone proviene dal sistema solare interno.
Tutto quello che so per certo è che l'unica eclissi nella sua intera missione è stato il sorvolo della Terra, dove è entrato in modalità sicura.
Ebbene, il [video della NASA Juno in questa domanda] (http://space.stackexchange.com/q/17055/12102) non è di aiuto, almeno per me. Tuttavia, [questo altro video di Juno della NASA] (https://www.youtube.com/watch?v=y8KuqumqBgM) dice "La vista qui è verso Giove, come si è visto dalla Terra nel corso della missione scientifica. Polo nord di Giove è su." che dà più o meno un'idea della direzione del sole. Sebbene l'ombreggiatura possa essere sbagliata o confusa nel video nella domanda, potrebbe essere "corretta" nell'altro video.
Hmm, non sarà mai nemmeno brevemente eclissato da una delle lune gioviane? O è breve e innocuo?
Ricorda, è lì per esplorare Giove, non è lune. Non si avvicinerà nemmeno a una delle lune. E anche se ci fosse una leggera eclissi, ha batterie che gli permetterebbero di resistere a una piccola eclissi.
È anche importante ricordare che l'orbita è altamente ellittica. I passaggi scientifici sono brevi, ~ 8 ore su un'orbita di ~ 14 giorni, e di quel periodo di 8 ore vicino al perijove, rimarrà in ombra solo per un breve periodo di tempo. Anche se non è in ombra, il corretto puntamento del veicolo spaziale per la scienza vince per l'energia solare. Il veicolo ha due batterie abbastanza pesanti per questo scopo.
@uhoh: Informazioni sulle orbite polari e sulle eclissi; Penso che il modo di vederlo sia che qualsiasi * orbita * non eclissante * deve * essere polare. Qualsiasi orbita equitoriale o inclinata deve andare in ombra quindi l'unico modo per evitare l'ombra è essere polari. Tuttavia, come sospetti, anche molte orbite polari possono entrare in eclissi.
@PearsonArtPhoto Ha dovuto funzionare a batteria altre volte, però. Durante l'inserimento orbitale di Giove, era rivolto lontano dal sole.
@OwenBoyle Penso che Juno non sperimenterà un'eclissi di Giove per il prossimo anno o giù di lì. Corretta?
#3
+14
C. Spencer
2016-07-07 21:15:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ho avuto l'opportunità di visitare JPL alcuni mesi fa e ho posto questa domanda esatta alla nostra guida turistica. I pannelli solari su di esso sono enormi e tipicamente, i veicoli spaziali che vanno oltre la fascia degli asteroidi sono dotati di RTG, quindi perché Juno non ne ha uno? Ci ha detto che gli Stati Uniti avevano scarse scorte di plutonio-238 all'epoca e che avrebbero dovuto chiederlo alla Russia. Quindi, invece di dipendere da un altro paese, la NASA ha deciso di affrontare un'impresa di progettazione molto più impegnativa. Sono sicuro che ci fosse molto di più in questo. Penso che le altre risposte abbiano svolto un buon lavoro nell'affrontare questi altri fattori, ma l'ho trovato molto interessante e volevo condividere.

#4
+9
GreenMatt
2016-07-09 00:06:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La risposta di Phiteros afferma il fatto che il plutonio scarseggia e la risposta di PearsonArtPhoto sottolinea che il profilo della missione di Juno gli consente di utilizzare pannelli solari. Questi problemi sono legittimi e (comunque quello della scarsità) in qualche modo prevalgono su altri problemi. Tuttavia, desidero sollevare qualcos'altro: pubbliche relazioni e politica.

Secondo alcune persone, utilizzare materiali radioattivi in ​​un dispositivo che potrebbe esplodere è troppo rischioso. Pertanto, ogni volta che la NASA utilizza RTG in missione, ci sono proteste sul rischio di esporre il pubblico alle radiazioni in caso di incidente di lancio. Ciò porta a notizie negative sull'agenzia. È anche probabile che alcuni politici esercitino pressioni sulla NASA per trovare un altro modo per alimentare il suo veicolo spaziale.

Nota: non sono d'accordo con la posizione secondo cui gli RTG sono troppo pericolosi per essere lanciati nello spazio, ma solo indicarli fuori.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
Loading...