Neuer 250-Watt-Reaktor soll Uranus-Missionen ermöglichen

Energie für den tiefen Weltraum: Der Next Gen RTG erzeugt zu Beginn seiner Einsatzphase etwa 250 Watt elektrische Leistung. Er gewinnt diese Leistung durch Umwandlung der Wärme aus dem Zerfall 238 in Strom. Die NASA setzt seit Jahrzehnten auf RTGs. Die technologiegestützten historischen Missionen umfassen Voyager, Cassini, New Horizons sowie die Mars-Rover Curiosity und Perseverance.

Im Gegensatz zu den auf den Mars-Rovern eingesetzten RTGs (Radioisotopengeneratoren) richtet sich das neue System an Raumfahrzeuge, die im Vakuum des tiefen Weltraums operieren. Die Ingenieure haben das Design für die Wärmeableitung und die Stromerzeugung in extrem kalten Umgebungen optimiert. Diese Verbesserung ermöglicht es dem Generator, mehr Elektrizität zu erzeugen, ohne sein Gesamtgewicht zu erhöhen.

Das kompakte Design könnte für zukünftige Missionen, bei denen jedes Kilogramm die Startkosten und die Leistungsfähigkeit der Raumfahrzeuge beeinflusst. „Der Next Gen RTG stellt einen bedeutenden Sprung in puncto Effizienz dar", so Bill Sack, General Manager für RocketWorks und Power Systems bei L3Harris.

Leistung und Energieausbeute

Er ergänzte, dass das System innerhalb desselben Massenbereichs mehr Leistung liefert, ein entscheidender Faktor für Langstreckenerkundungsmissionen. Missionspläne für Uranus: Die NASA könnte den neuen Generator für mehrere zukünftige Projekte einsetzen, darunter einen vorgeschlagenen Uranus-Orbiter. Das Raumfahrzeug würde voraussichtlich zwei Next-Gen-RTGs mitführen.

Die Generatoren würden nicht nur Strom liefern, sondern auch die Bordsysteme so warm halten, dass sie im gefrierkalten äußeren Sonnensystem funktionieren können. Das Missionskonzept spiegelt das wachsende Interesse an der Erforschung entfernter Planeten und Monde wider, die bisher weitgehend unerforscht geblieben sind.

Wissenschaftler fordern seit Jahren eine Uranus-Mission, da der Planet möglicherweise neue Hinweise zur Planetenentstehung und zu eisigen Welten liefern könnte. Die Technologie könnte zudem Missionen zu Neptun und Triton unterstützen, Langzeitsonden zur Erforschung äußeren Sonnensystems sowie zukünftige Kuipergürtel-Explorationen, die noch weiter als New Horizons vordringen.

Ingenieure sehen sogar die Möglichkeit,

Ingenieure sehen sogar die Möglichkeit, dass das System Vorläufermissionen ins interstellare Medium ermöglicht, die jenseits der Flugbahnen 1 und Voyager 2 reisen könnten. Wiederaufnahme der kritischen Produktion: Das Idaho National Laboratory des US-Energieministeriums hat L3Harris im Jahr 2021 ausgewählt, um die Technologie hinter früheren RTGs wiederzubeleben und zu modernisieren.

Die Bemühungen umfassten den Wiederaufbau von Fähigkeiten, die in den letzten Jahren nur begrenzt zur Anwendung kamen. Zudem mussten Ingenieure veraltete Komponenten ersetzen und unvollständige technische Dokumentation für ältere Systeme wiederherstellen. „Wir beweisen, dass wir es erneut schaffen können", sagte Leo Gard, Programmmanager für Raumfahrtantrieb und Energiesysteme bei L3Harris.

Gard erklärte, dass Ingenieure fehlende technische Details rekonstruierten und durch umfangreiches Problemlösen moderne Ersatzlösungen für veraltete Teile fanden. L3Harris führt die Gesamtintegration des Programms. Teledyne Energy Systems liefert thermoelektrische Komponenten, während BAE Systems Isolierungssysteme für den Generator entwickelt. Das Programm soll 2027 die Produktionsreifeprüfung erreichen.