p A Universidade de Leicester está liderando o desenvolvimento de novas tecnologias de geração de energia para exploração espacial como parte de um programa financiado pela Agência Espacial Europeia. p Leicester é líder global no desenvolvimento de sistemas de energia nuclear espacial para geração de energia elétrica, aquecimento de naves espaciais e gerenciamento térmico na forma de geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs) e unidades de aquecedores de radioisótopos (RHUs).

p Agora, pesquisadores do Centro de Pesquisas Espaciais do Departamento de Física e Astronomia construíram o primeiro protótipo RTG e o primeiro RHU destinados a utilizar o calor residual do amerício-241. A equipe liderada pela Universidade de Leicester construiu e testou com sucesso protótipos RTG de 10 Watts e RHU de 3 Watts que usam aquecimento elétrico para simular o calor gerado por uma fonte de amerício.

p Richard Ambrosi é Professor de Instrumentação Espacial e Sistemas de Energia Nuclear Espacial na Universidade de Leicester e é o líder do projeto na Universidade.

p Ele disse:"A fim de expandir os limites da exploração espacial, inovações na geração de energia, robótica, veículos autônomos e instrumentação avançada são necessários.

p "Fontes de energia de radioisótopos são uma tecnologia importante para futuras missões de exploração espacial europeias, pois seu uso resultaria em espaçonaves mais capazes, e sondas que podem acessar distantes, frio, ambientes escuros e inóspitos.

p "Missões usando energia nuclear oferecem maior versatilidade em ambientes desafiadores, com uma missão entregando a ciência que só pode ser alcançada por meio de várias missões usando energia solar, com tempos de vida operacionais consideravelmente mais longos (por exemplo, Voyager, Ulisses, Cassini). Em muitos casos, os sistemas nucleares podem permitir missões que de outra forma seriam impossíveis. "

p O Laboratório Nuclear Nacional (NNL) está liderando a produção de amerício-241 por extração química dos estoques de plutônio civil do Reino Unido, bem como o desenvolvimento da forma de pelota de combustível de amerício. A NNL fornecerá o combustível para os sistemas de energia que estão sendo desenvolvidos pela Universidade de Leicester e parceiros.

p A Universidade de Leicester, junto com a Airbus Defense and Space Ltd, Queen Mary University of London, European Thermodynamics Ltd., A Lockheed Martin UK e a Fluid Gravity Engineering Ltd. desenvolveram e testaram um protótipo de 10 watts de um gerador termoelétrico de radioisótopo.

p Projetado para ser alimentado por amerício-241, o RTG modular será capaz de gerar até 50 W de energia elétrica. Este programa se baseia no desenvolvimento e teste bem-sucedidos de um protótipo RTG baseado em laboratório de 4 W em menor escala.

p European Thermodynamics Ltd. está envolvida no desenvolvimento da tecnologia de gestão termelétrica e térmica no projeto.

p O Diretor Técnico Kevin Simpson disse:"Os produtos destinados a aplicações espaciais são projetados para as especificações mais altas possíveis. Esperamos desenvolver mais produtos de coleta de energia e incorporar essa tecnologia em aplicações terrestres."

p Além disso, trabalhando com a Lockheed Martin UK, Johnson Matthey e National Nuclear Laboratory, A Leicester desenvolveu e testou um protótipo de unidade de aquecedor de radioisótopo de 3 Watts. Este sistema foi projetado para manter a nave espacial aquecida em locais desafiadores.

p O professor Ambrosi disse que o programa espacial europeu se concentrou no amerício-241 e o Reino Unido tem recursos exclusivos para construir uma capacidade europeia independente em energia nuclear espacial em um programa rápido e de baixo custo.

p O professor Ambrosi disse:"Atualmente, o foco está em dois projetos de desenvolvimento que visam aumentar a escala dos sistemas de laboratório para protótipos experimentais mais semelhantes a voos. Em ambos os casos, aquecimento elétrico está sendo usado para permitir o desenvolvimento no laboratório. "

p Tony Crawford, o membro da equipe Leicester responsável pela montagem do protótipo, disse:"Como técnico mecânico chefe aqui no Centro de Pesquisas Espaciais, estou muito feliz e orgulhoso de fazer parte deste programa de energia nuclear espacial emocionante. Com um pequeno, equipe muito bem motivada, usamos nossa experiência em design, teste e entrega de hardware de vôo espacial para construir e testar muitas configurações de unidades RTG e RHU. Com cada etapa bem-sucedida no programa, estamos um passo empolgante mais perto de produzir uma unidade qualificada para voo. "

p Dr. Hugo Williams, o líder de engenharia do projeto, enfatizou alguns dos desafios de materiais apresentados pelo projeto:"A energia nuclear espacial apresenta alguns desafios de materiais interessantes que vão desde materiais que devem operar em temperaturas muito altas e cargas mecânicas até materiais termoelétricos; material inteligente que converte a energia térmica em energia elétrica. Desenvolvimento e a caracterização desses materiais tem benefícios potenciais em muitas outras aplicações. "

p Energy harvesting from RHUs using thermoelectric conversion could offer an attractive option for smaller missions where small amounts of electrical power combined with heat sources could open a range of space exploration scenarios.

p Professor Ambrosi added that improving the efficient storage and management of the power generated is a challenge that has parallels in terrestrial power generation. These will be essential elements in any future system designs.