NASA xác nhận sự chuẩn bị cho việc phóng sứ mệnh Dragonfly, máy bay không người lái chạy bằng năng lượng hạt nhân nhằm khám phá Titan, mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ, dự kiến khởi hành vào năm 2028. Đồng thời, công ty NRD của Mỹ trình làng dòng pin hạt nhân niken-63 mới có khả năng cung cấp điện trong hơn một thế kỷ mà không cần bảo trì. Những đổi mới này trùng hợp với việc công bố một nghiên cứu địa chất nhằm xác định các quá trình núi lửa gây ra sự tập trung lớn vàng trong lớp phủ Trái đất. Sự hội tụ giữa khám phá không gian sâu và phát triển các nguồn năng lượng dài hạn báo hiệu một giai đoạn mới trong công nghệ tiêu dùng và nghiên cứu khoa học.
NASA sử dụng máy bay không người lái hạt nhân để điều tra sự sống trên Titan
Dự án Dragonfly bao gồm một loại máy bay trực thăng sẽ bay tới bầu khí quyển của Titan vào năm 2034 để thực hiện các nghiên cứu về hóa học tiền sinh học của vệ tinh. Phương tiện này được trang bị một máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ đa nhiệm, được gọi là pin hạt nhân MMRTG, đảm bảo hoạt động của các hệ thống ở nhiệt độ lên tới -180°C. Mục tiêu trọng tâm là điều tra xem liệu mặt trăng của Sao Thổ có những điều kiện thuận lợi cho sự xuất hiện của sự sống trong quá khứ hay hiện tại hay không.
Máy bay sẽ thực hiện các chuyến bay luân phiên để thu thập mẫu ở các khu vực khác nhau, bắt đầu từ cồn cát Shangri-La và hướng tới miệng núi lửa Selk. Trong số các công cụ khoa học được lắp đặt, nổi bật nhất là camera có độ phân giải cao và máy quang phổ khối để phân tích thành phần hữu cơ của đất. Chiến lược sử dụng máy bay không người lái cho phép NASA khám phá một khu vực rộng lớn hơn nhiều so với khả năng của tàu đổ bộ tĩnh thông thường.
Pin Niken-63 hứa hẹn cung cấp năng lượng liên tục trong một thế kỷ
Công ty NRD đã giới thiệu dòng NBV, được tạo thành từ pin hạt nhân không bay hơi, sử dụng đồng vị niken-63 để chuyển phân rã beta thành điện năng. Các thiết bị này được thiết kế cho các thiết bị điện tử có công suất cực thấp, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng mà việc thay thế pin là không thực tế. Cấu trúc vững chắc, kín đảm bảo an toàn cho chất phóng xạ đồng thời cung cấp dòng điện ổn định trong khoảng 100 năm.
Pin có kích thước nhỏ gọn 20 x 20 x 12 mm, với dải công suất thay đổi trong khoảng từ 5 đến 500 nanowatt. Thiết kế sáng tạo tập trung vào các hệ thống đòi hỏi độ tin cậy cao trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như cảm biến an ninh và giám sát môi trường từ xa. Công nghệ này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong việc sử dụng vật liệu hạt nhân cho các giải pháp dân dụng và công nghiệp thế hệ tiếp theo.
- Cảm biến nhiệt độ DHT22: Ví dụ về thiết bị tương thích vớimức tiêu thụ thấp, hoạt động trong khoảng 3V và 5,5V để giám sát kỹ thuật số có độ chính xác cao.
- Tuổi thọ sử dụng:100 nămước tính cho các tế bào NBV.
- Công suất định mức:5 nW đến 500 nW.
- Ứng dụng chính: Cảm biến trongvùng sâu vùng xavà hệ thống giám sát công nghiệp
Nghiên cứu địa chất tiết lộ nguồn gốc trữ lượng vàng trong núi lửa
Các nhà nghiên cứu gần đây đã công bố một khám phá về cái gọi là “nhà bếp vàng” của Trái đất, nằm trong các vòng cung núi lửa như vùng Kermadec ở Nam Thái Bình Dương. Nghiên cứu trình bày chi tiết cách thức lớp phủ Trái đất tan chảy lặp đi lặp lại ở nhiệt độ cao giải phóng vàng chứa trong khoáng chất sunfua vào dòng magma. Quá trình nóng chảy lặp đi lặp lại này giải thích tại sao một số khu vực núi lửa nhất định có nồng độ kim loại cao hơn nhiều so với các khu vực đại dương khác.
Mặc dù các trầm tích được xác định dưới đáy biển không có khả năng khai thác kinh tế ngay lập tức nhưng nghiên cứu là cần thiết để hiểu được quá trình tiến hóa địa hóa của hành tinh. Dữ liệu cho thấy lưu huỳnh đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển kim loại quý từ sâu vào lớp vỏ. Hành trình phức tạp này của vàng trước khi chạm tới bề mặt giúp dự đoán vị trí lắng đọng trên mặt đất rắn.
Thông số kỹ thuật của sứ mệnh chuồn chuồn và pin NBV
Sự tích hợp công nghệ giữa các nguồn năng lượng hạt nhân mới và hoạt động thăm dò hành tinh đòi hỏi độ chính xác về dữ liệu kỹ thuật và lịch trình. NASA đã bắt đầu giai đoạn thử nghiệm và lắp ráp Dragonfly tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins. Dưới đây là danh sách các thành phần chính và thời hạn được thiết lập cho các công nghệ này:
- Ra mắt chuồn chuồn:tháng 7 năm 2028thông qua tên lửa SpaceX Falcon Heavy.
- Đến trên Titan: Đã lên lịch vào2034.
- Thiết bị đo: Máy quang phổ khối, cảm biến khí tượng vàtám cánh quạt.
- Điện áp ắc quy NBV: Phạm vi1.0V đến 20.0V.
- Kích thước NBV:20 mm x 20 mm x 12 mm.
Sự hội tụ của những tiến bộ này cho thấy rằng quyền tự chủ về năng lượng sẽ là nền tảng của những thập kỷ tới cả về không gian và cơ sở hạ tầng quan trọng trên mặt đất. Tính ổn định được hứa hẹn bởi niken-63 và khả năng chịu nhiệt của Dragonfly là những ví dụ về cách kỹ thuật hạt nhân đang được thích ứng với những thách thức khắc nghiệt.
