नासा के प्लूटोनियम की कमी का अंत दृष्टि में हो सकता है। 18 मार्च सोमवार कोवें, नासा के ग्रह विज्ञान विभाग के प्रमुख जिम ग्रीन ने घोषणा की कि यूनाइटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी (डीओई) द्वारा प्लूटोनियम -238 (Pu-238) का उत्पादन वर्तमान में परीक्षण चरणों में है, जो पूर्ण पैमाने पर उत्पादन के फिर से शुरू करने के लिए अग्रणी है।
"कैलेंडर वर्ष के अंत तक, हमारे पास ऊर्जा विभाग की पूरी योजना है कि वे हमारी आवश्यकता को 1.5 से 2 किलोग्राम प्रति वर्ष कैसे पूरा कर पाएंगे।" ग्रीन ने 44 पर कहावें लूनर एंड प्लैनेटरी साइंस कॉन्फ्रेंस इस पिछले सोमवार को वुडलैंड्स, टेक्सास में आयोजित किया जा रहा है।
यह खबर बहुत जल्द नहीं आती है। हमने पहले से आसन्न प्लूटोनियम की कमी और भविष्य में गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए इसके परिणामों पर लिखा है। जब आप आंतरिक सौर प्रणाली का पता लगाते हैं, तो सौर ऊर्जा ज्यादातर मामलों में पर्याप्त होती है, लेकिन जब आप क्षुद्रग्रह बेल्ट से बाहर उद्यम करते हैं, तो आपको इसे करने के लिए परमाणु ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
आइसोटोप पु -238 का उत्पादन शीत युद्ध का एक भाग्यशाली परिणाम था। सबसे पहले 1940 में ग्लेन सीबोर्ग द्वारा निर्मित, प्लूटोनियम (-239) के हथियार ग्रेड आइसोटोप का निर्माण न्यूट्रॉन के साथ नेपट्यूनियम (जो खुद यूरेनियम -238 का एक क्षय उत्पाद है) के माध्यम से किया जाता है। फास्ट रिएक्टर में नेप्टुनियम -237 के समान लक्ष्य आइसोटोप का उपयोग करें, और पु -238 परिणाम है। पु -238 560 वाट प्रति किलोग्राम बनाम हथियार ग्रेड पु -239 पर 280x गुणा क्षय ताप पैदा करता है और गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए ऊर्जा के एक कॉम्पैक्ट स्रोत के रूप में आदर्श है।
1961 से, 26 से अधिक अमेरिकी अंतरिक्ष यान को पावर-स्रोत के रूप में मल्टी-मिशन रेडियोसोटोपे थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर (MMRTG, या पूर्व में बस RTGs) ले जाने के लिए लॉन्च किया गया है और बुध को छोड़कर हर ग्रह का पता लगाया है। RTGs का उपयोग अपोलो लूनर सरफेस एक्सपेरिमेंट्स पैकेज (ALSEP) द्वारा किया गया था, जो चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा छोड़े गए विज्ञान पेलोड और जुलाई 2015 में प्लूटो का पता लगाने के लिए कैसिनी, मार्स क्यूरियोसिटी और न्यू होराइजन्स सभी परमाणु संचालित हैं।
प्लूटोनियम संचालित आरटीजी हैं केवल वर्तमान में हमारे पास ऐसी तकनीक है जो गहन अंतरिक्ष अन्वेषण कर सकती है। नासा का जूनो अंतरिक्ष यान 2016 में परमाणु-संचालित आरटीजी के उपयोग के बिना बृहस्पति तक पहुंचने वाला पहला होगा, लेकिन इसे करने के लिए 3 विशाल 2.7 x 8.9 मीटर सौर पैनलों को नियोजित करना होगा।
यह समस्या है, 1988 में शीत युद्ध की समाप्ति के साथ अमेरिका में प्लूटोनियम का उत्पादन बंद हो गया। प्लूटोनियम -238 नासा और डीओई ने स्टॉकपेल को कितना वर्गीकृत किया है, लेकिन यह अनुमान लगाया गया है कि यह एक और बड़े फ्लैग शिप क्लास मिशन और शायद एक छोटे स्काउट वर्ग मिशन के लिए पर्याप्त है। इसके अलावा, एक बार हथियार ग्रेड प्लूटोनियम -239 निर्मित हो जाने के बाद, इसमें वांछित पु-238 आइसोटोप का पुन: प्रसंस्करण नहीं होता है। प्लूटोनियम जो वर्तमान में मंगल की सतह पर क्यूरियोसिटी को अधिकार देता है, रूसियों से खरीदा गया था, और यह स्रोत 2010 में समाप्त हो गया। न्यू होराइजन्स एक अतिरिक्त MMRTG से लैस है जो कैसिनी के लिए बनाया गया था, जिसे 1999 में लॉन्च किया गया था।
एक अतिरिक्त बोनस के रूप में, प्लूटोनियम संचालित मिशन अक्सर अपेक्षाओं से अधिक होता है। उदाहरण के लिए, वायेजर 1 और 2 अंतरिक्ष यान की मूल मिशन अवधि पांच साल थी और अब उनके संचालन के पांचवें दशक में भी जारी रहने की उम्मीद है। मार्स क्यूरियोसिटी "धूल भरे सौर पैनलों" के मुद्दों से ग्रस्त नहीं है जो आत्मा और अवसर से ग्रस्त हैं और लंबे मार्टियन सर्दियों के माध्यम से काम कर सकते हैं। संयोग से, जबकि आत्मा और अवसर रोवर्स परमाणु ऊर्जा संचालित नहीं थे, वे किया गर्म रहने के लिए अपने जोड़ों में प्लूटोनियम ऑक्साइड के छोटे छर्रों को रोजगार दें, साथ ही साथ अपने स्पेक्ट्रोमीटर में न्यूट्रॉन स्रोत प्रदान करने के लिए रेडियोधर्मी क्यूरियम। यह पूरी तरह से संभव है कि कोई भी विदेशी खुफिया हमारे सौर मंडल (पायनियर 10 और 11, वायेजर 1 और 2, और न्यू होराइजन्स) से बचने वाले पांच अंतरिक्षयानों पर ठोकर खाए, जो अपने प्लूटोनियम पावर स्रोत के क्षय को मापकर पृथ्वी से अपने प्रस्थान की तारीख की कल्पना कर सकते हैं। (पु -238 का 87.7 वर्ष का आधा जीवन है और अंततः बेटी आइसोटोप की एक लंबी श्रृंखला के माध्यम से संक्रमण के बाद नेतृत्व करता है-206)।
Pu-238 का वर्तमान उत्पादन रन अपने उच्च प्रवाह आइसोटोप रिएक्टर (HFIR) का उपयोग करके ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी (ORNL) में किया जाएगा। "पुरानी" पु -३३-को नव निर्मित पु -३३ to को जोड़कर भी पुनर्जीवित किया जा सकता है।
"हर 1 किलोग्राम के लिए, हम वास्तव में पुराने प्लूटोनियम के दो किलोग्राम को मिश्रित करके पुनर्जीवित करते हैं ... यह हमारी प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है कि हम इसे चाहते हैं कि ऊर्जा घनत्व पर हमारे मौजूदा आपूर्ति का उपयोग करने में सक्षम हो," ग्रीन ने हाल ही में मंगल ग्रह की खोज की योजना बनाई समिति।
फिर भी, प्रति वर्ष 1.5 किलोग्राम का पूर्ण लक्ष्य उत्पादन कुछ समय के लिए बंद हो सकता है। संदर्भ के लिए, मंगल रोवर क्यूरियोसिटी 4.8 किलोग्राम पु -238 का उपयोग करता है, और न्यू होराइजन्स में 11 किलोग्राम शामिल हैं। नवंबर 2011 में क्यूरियोसिटी के लॉन्च के बाद से बाहरी ग्रहों के किसी भी मिशन ने पृथ्वी को नहीं छोड़ा है, और आरटीजी को स्पोर्ट करने के लिए अगला मिशन प्रस्तावित मंगल 2020 रोवर है। ड्राइंग बोर्ड पर एक टाइटन लेक लैंडर और एक ज्यूपिटर आईसी मून्स मिशन जैसे विचार सभी परमाणु ऊर्जा से संचालित होंगे।
नए प्लूटोनियम उत्पादन के साथ, नासा की 2016 तक उपलब्ध दो नए आरटीजी को उन्नत स्टर्लिंग रेडियोसोटोप जनरेटरों (एएसआरजी) को करार देने की योजना है। हालांकि अधिक कुशल, एएसआरजी नहीं हो सकता है हमेशा पसंद का उपकरण हो। उदाहरण के लिए, क्यूरियोसिटी अपने MMRTG अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग फ्रायोन संचलन के माध्यम से उपकरणों को गर्म रखने के लिए करता है। क्यूरियोसिटी को भी 110 वाट जनरेटर द्वारा उत्पादित अपशिष्ट गर्मी को बाहर निकालना पड़ा, जबकि मंगल ग्रह के वायुमार्ग खोल में कूदे।
और निश्चित रूप से, अतिरिक्त सावधानियां हैं जो परमाणु पेलोड को लॉन्च करने के साथ आती हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रपति को फ्लोरिडा अंतरिक्ष तट से क्यूरियोसिटी के शुभारंभ पर हस्ताक्षर करना था। कैसिनी, न्यू होराइजन्स, और क्यूरियोसिटी के प्रक्षेपण ने प्रदर्शनकारियों के बिखराव को आकर्षित किया, जैसा कि परमाणु संबंधित कुछ भी करता है। इस बात पर कभी ध्यान न दें कि कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र रेडियोधर्मी पोलोनियम, रेडॉन और थोरियम को एक अवांछित उत्पाद के रूप में प्रतिदिन उत्पादित करते हैं।
कहा कि खतरों के बिना लॉन्च किए जा सकते हैं, हालांकि उन जोखिमों के साथ जिन्हें कम और प्रबंधित किया जा सकता है। 1964 में लॉन्च होने के तुरंत बाद मेडागास्कर के तट से आरटीजी से सुसज्जित ट्रांजिट -5 बीएन -3 उपग्रह के नुकसान के साथ अमेरिका के अंतरिक्ष कार्यक्रम में सबसे कुख्यात अंतरिक्ष संबंधी परमाणु दुर्घटनाएं हुईं। और जब अपोलो 13 को गर्भपात करना पड़ा। और पृथ्वी पर वापस जाने के लिए, अंतरिक्ष यात्रियों को खाई को निर्देशित किया गया था कुंभ राशि फ़िजी के द्वीप के पास प्रशांत महासागर में चंद्रमा की सतह के लिए अपने परमाणु-संचालित विज्ञान प्रयोगों के साथ लैंडिंग मॉड्यूल। (वे आपको नहीं बताएंगे उस फिल्म में) एक आश्चर्य है कि अगर भविष्य के अंतरिक्ष मिशन के लिए समुद्र तल से इस आरटीजी को "पुनर्जीवित" करना प्रभावी होगा। न्यू होराइजन्स जैसे पिछले परमाणु-लैस प्रक्षेपणों पर, नासा ने "लॉन्च दुर्घटना जो प्लूटोनियम जारी कर सकता है" के अवसर को 350 से 1 पर रखा, फिर भी, एक विस्फोट और प्रभाव से बचने के लिए परिरक्षित आरटीजी "अति-इंजीनियर" है। पानी के साथ।
लेकिन जोखिम नए सौर मंडल की खोजों के संदर्भ में लाभ के लायक हैं। अंतरिक्ष अन्वेषण के एक बहादुर नए भविष्य में, शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए प्लूटोनियम उत्पादन को फिर से शुरू करना हमें आशा देता है। कार्ल सागन को परास्त करने के लिए, अंतरिक्ष यात्रा परमाणु विखंडन का सबसे अच्छा उपयोग है, जिसके बारे में हम सोच सकते हैं!
