La potenza dei Rover

Apr 08, 2023

14 novembre 2022

Narratore: Come si alimentano i rover della NASA su Marte?

(musica)

Narratore: Le due opzioni principali sono l'energia solare e quella nucleare. I primi tre rover su Marte della NASA – Sojourner, Spirit e Opportunity – utilizzavano pannelli solari per raccogliere energia luminosa, o fotoni, dal Sole. I rover che esplorano Marte oggi – Curiosity and Perseverance – utilizzano un sistema chiamato “Generatore termoelettrico a radioisotopi” o RTG.

Sabah Bux: Sì, perché qui sulla Terra possiamo collegarci. Su Marte non abbiamo nessun posto dove collegarci.

Narratore: Quello è Sabah Bux, un tecnologo del Jet Propulsion Laboratory della NASA, nel sud della California.

Sabah Bux: Lavoro per il Radioisotope Power Systems Program della NASA, che è una partnership tra la NASA e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

[0:52] Narratore: Il Dipartimento dell'Energia fornisce alla NASA RTG per veicoli spaziali, compresi quelli utilizzati per i rover Curiosity e Perseverance. L'RTG contiene biossido di plutonio, che è principalmente plutonio-238, un isotopo radioattivo, o "radioisotopo", creato per avere uno squilibrio nel numero di protoni e neutroni nel nucleo di ciascun atomo. Nel tentativo di ristabilire la stabilità, gli atomi perdono particelle in un processo noto come “decadimento”, durante il quale il materiale irradia un flusso costante di calore.

Sabah Bux: Il modo in cui funziona l'RTG è che il plutonio-238 è semplicemente una roccia calda. E prendiamo quel calore e lo convertiamo in elettricità. Quindi, è simile a come funziona una cella solare, dove una cella solare fa brillare la luce e ottiene elettricità. Bene, nel generatore termoelettrico a radioisotopi, prende il calore dal plutonio e lo converte in elettricità utile.

Narratore: Parte del calore proveniente dalla roccia calda di quasi 11 libbre di Curiosity and Perseverance scorre anche attraverso i rover.

[2:01] Sabah Bux: Marte diventa molto freddo e l'RTG è nella parte posteriore, un po' come la coda del rover. Quindi ci sono tubi di calore che assorbono il calore dall'RTG e lo distribuiscono sul rover per mantenerlo caldo. Il lato di rifiuto, o lato freddo, dell'RTG è di circa 200 gradi C, quindi c'è molto calore per mantenere il rover bello e caldo.

(musica)

Narratore: Il freon liquido agisce come "sangue" che viene pompato attraverso un'intricata rete di tubi e raccoglie calore mentre passa accanto all'RTG. Questo sistema circolatorio mantiene caldi i torsi dei rover Curiosity e Perseverance, grandi quanto un'auto, ma le loro estremità - come un braccio che tiene un trapano - necessitano comunque di riscaldatori separati in modo da non congelarsi a temperature che, in inverno, possono scendere fino a meno 120 gradi. gradi Celsius o meno 184 gradi Fahrenheit.

Sebbene il Sojourner, grande quanto un forno a microonde, e i rover Spirit e Opportunity, grandi quanto un carrello da golf, fossero principalmente alimentati a energia solare, avevano anche una fonte di energia nucleare: un cuore pulsante, si potrebbe dire, che li difendeva dal gelido freddo marziano.

[3:13] Sabah Bux: Sojourner, Spirit e Opportunity, avevano tutti RHU, unità di riscaldamento di radioisotopi. E quello che sono è un pezzettino di plutonio per tenerli al caldo nella fredda distesa di Marte, come un piccolo scaldamani.

Narratore: Questi scaldamani al plutonio erano più piccoli di una gomma da matita, ma facevano risparmiare molta energia per quelle missioni. Invece di consumare energia per far funzionare molti riscaldatori, la preziosa energia elettrica del rover potrebbe essere utilizzata per altre attività, come andare in giro e scattare foto da inviare sulla Terra.

Un'altra "fonte di energia" per i rover su Marte sono le persone che ci lavorano: team di migliaia di persone hanno supervisionato tutti gli aspetti delle missioni, dai primi giorni di progettazione di quello che sarà un rover, fino al giorno finale in cui un rover non potrà guidare nessun veicolo. Di più. Le squadre lavorano per lunghe ore, giorno dopo giorno, spesso affrontando più problemi contemporaneamente per far funzionare un rover.

[4:17] Le missioni su Marte non solo sono difficili da costruire e gestire, ma le persone rischiano di spendere gran parte della loro carriera su un progetto che non finisce mai per essere lanciato su Marte, o fallisce nel tentativo di arrivarci. Ad esempio, nel 1999, il programma Mars della NASA perse sia il Mars Climate Orbiter (non nucleare) che il Mars Polar Lander proprio mentre raggiungevano Marte.