Generazione di energia a bordo per esplorare lo spazio
L’alimentazione a bordo rappresenta la chiave per l’esplorazione del nostro sistema solare. Oltre l’orbita di Giove, dove l’energia solare è minima, i sistemi di alimentazione a radioisotopi costituiscono l’unica opzione attualmente disponibile. Questo tipo di tecnologia a energia nucleare utilizza il calore per generare elettricità per la nave spaziale e i relativi strumenti scientifici. Il calore è prodotto dal naturale decadimento radioattivo del plutonio-238. Questi sistemi di generazione non sono nuovi. Essi hanno alimentato le missioni della NASA (National Aeronautics and Space Administration) nello spazio profondo per oltre 50 anni. Il progetto SPACE TRIPS (Space thermoacoustic radio-isotopic power system), finanziato dall’UE, è stato avviato per sviluppare una tecnologia di generazione a radioisotopi tutta europea. L’attenzione è stata posta sulla generazione di elettricità mediante accoppiamento tra sistema termoacustico (TAc) e magnetoidrodinamico (MHD). A differenza della convenzionale tecnologia del ciclo Stirling con pistoni sviluppati negli USA, la generazione TAc–MHD non ha parti in movimento. L’energia termica prodotta dall’isotopo che decade è trasformata in energia meccanica sotto forma di vibrazioni. Queste vibrazioni meccaniche causano quindi il movimento di metallo liquido in presenza di un magnete che induce un flusso di corrente, ovvero elettricità. Il progetto SPACE TRIPS ha riunito competenze nella produzione di energia TAc e MHD per dimostrare la fattibilità del loro innovativo accoppiamento. Le simulazioni numeriche hanno aiutato a definire le specifiche del sistema, sia a livello individuale che delle due tecnologie collegate. In questo modo, sono stati considerati i requisiti spaziali per un tale generatore di elettricità. In definitiva, è stato prodotto e testato un prototipo per valutare le prestazioni del generatore di elettricità accoppiato TAc-MHD senza parti mobili. Il successo dei risultati ottenuti garantirebbe l’indipendenza dell’industria spaziale europea. Il nuovo sistema di generazione mediante radioisotopi converte il calore geotermico o di scarto in energia elettrica in modo efficiente ed economicamente vantaggioso.
Parole chiave
Generazione di energia, veicoli spaziali, sistema di energia a radioisotopi, SPACE TRIPS, termoacustica
