核動力無人機:蜻蜓號(Dragonfly)
美國能源部(DOE)和美國宇航局(NASA)合作開發,用于探索土星的衛星泰坦(Titan),即土衛六。科學家認為土衛六非常像早期的地球。
但由于土衛六距離太陽較遠,極端寒冷,太陽的輻射無法提供足夠的能源支持探測器的運行,放射性同位素熱電發生器(RTG)則可以同時提供電力和熱量維持探測器的運行。
“蜻蜓號”(Dragonfly)的動力系統:多用途放射性同位素熱電發生器(MMRTG,Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator),其核心是Pu-238衰變熱源,提供熱量的同時依靠溫差熱電轉換提供電力。MMRTG也是“好奇”號和“毅力”號火星車的動力。
2024年11月,NASA宣布計劃在 2028年7月發射蜻蜓號,由SpaceX公司的重型獵鷹火箭承擔發射任務(合同價值約2.566 億美元)。相比原計劃推遲了2年,預計需要飛行6年在2034年左右到達土衛六。蜻蜓號項目全生命周期總耗資約33.5億美元。
“蜻蜓”號將成為NASA 首個在外太空飛行的核動力飛行器。“蜻蜓”號設計壽命3.3年,可以多次飛行,飛行距離可達8公里,設計飛行總里程超過175公里。
關于Pu-238熱源材料:
1980年代后期,薩凡納河國家實驗室(SRNL)的生產堆關閉后,美國就喪失了Pu-238的自主供應能力,依賴于從俄羅斯進口。2015年,美國在橡樹嶺國家國家實驗室(ORNL)的高通量研究堆(HFIR)重建了國內Pu-238生產能力。2019年,又在愛達荷國家實驗室(INL)的先進試驗堆(ATR)建設了Pu-238補充產能。按照規劃,HFIR每年可產700g,ATR每年可產800g,可保證NASA規定的到2026年每年提供1.5kg Pu-238的目標。