У инженеров NASA иссякают запасы плутония

Плутоний-238 дает примерно полватта энергии с одного грамма и имеет период полураспада в 87 лет. Именно от него питаются «Вояджеры», в настоящее время покидающие пределы Солнечной системы, и марсоход Curiosity, только что приступивший к выполнению своей миссии.

В 1988 году производство плутония в США прекратилось. С тех пор ученые покупали его в России, и именно на этих закупках работали современные космические аппараты NASA. Однако в 2009 году российская сторона, собственные запасы плутония которой также сокращаются после недавней остановки производства, подняла цены выше 6 миллионов долларов за килограмм. Это вынудило NASA отказаться от закупок.

В 2009 году, когда это случилось, у НАСА было 5 килограммов плутония-238, и предполагалось, что при аккуратном расходовании его хватит примерно до 2018 года. Для того, чтобы иметь собственный плутоний, нужно прямо сейчас разворачивать соответствующую программу, но и тогда шансы на получение устойчивых 2 килограммов в год к 2018 году не высоки. Самое же большое препятствие на пути новой плутониевой инициативы — конгресс США. Хотя в отношении $700 млрд военного бюджета конгресс в целом не имеет возражений, те 100 миллионов долларов, которые понадобятся на наработку плутония-238, американский парламент выделять не собирается.

Из ситуации предлагается три возможных выхода. Первый — перевести космические аппараты, исследующие Марс, Юпитер и Сатурн, на солнечные батареи. Недостатки такого решения в том, что на Марсе пыльные бури снижают эффективность работы солнечных батарей, а в полярных областях планеты солнечной энергии недостаточно для эксплуатации в зимнее время.

На орбитах Юпитера, Сатурна и Плутона солнечная постоянная ожидаемо меньше земной в 25, 100 и более 2 000 раз соответственно. Вес солнечных батарей, способных питать зонд типа New Horizons на орбите Плутона, превысит 99% веса самого аппарата.

Второй вариант, предложенный инженерами NASA для поверхности облачной Венеры, заключается в использовании литий-углекислотного цикла для двигателя Стирлинга. Однако, кроме Венеры, это решение применимо лишь на Марсе.

Третий путь — разработка плутония-238 не кассетным, а «конвейерным» способом. Такой метод предлагают специалисты из Центра космических ядерных исследований в Айдахо-Фолс (Center for Space Nuclear Research, CSNR). Вместо того чтобы загружать нептуний-237 на год в атомный реактор, где под действием нейтронов образуется плутоний-238, а затем извлекать его с помощью сложных химических процессов, специалисты предлагают организовать вокруг реактора кольцо с небольшими ёмкостями, содержащими нептуний-237. Через несколько дней из капсул можно будет вынимать нептуний-237, 0,01% которого за это время станет плутонием-238.

Новый подход позволит сократить время облучения нептуния-237 и количество разнообразных ненужных изотопов, образующихся при его длительном обстреле нейронами. Этот метод химической очистки плутония от примесей гораздо проще и дешевле. При нем стоимость возобновления плутониевого производства сократится до 50 миллионов долларов, передает «Компьютерра–Онлайн» со ссылкой на NewScientist.