ローバーの力

2022 年 11 月 14 日

ナレーター: NASA 探査機は火星でどのように電力を供給しているのですか?

（音楽）

ナレーター: 2 つの主な選択肢は、太陽エネルギーと原子力エネルギーです。 NASA の最初の 3 つの火星探査車 (ソジャーナー、スピリット、オポチュニティ) は、ソーラー パネルを使用して太陽から光エネルギー、つまりフォトンを収集しました。 現在、火星を探査している探査車 (好奇心と忍耐力) は、「ラジオアイソトープ熱電発電機」 (RTG) と呼ばれるシステムを使用しています。

Sabah Bux: ええ、ここ地球では接続できるからです。火星では接続できる場所がありません。

ナレーター: それは、南カリフォルニアにある NASA のジェット推進研究所に拠点を置く技術者、サバ バックスです。

サバ・バックス: 私は NASA と米国エネルギー省のパートナーシップである NASA のラジオアイソトープ パワー システム プログラムで働いています。

[0:52] ナレーター: エネルギー省は、探査車キュリオシティやパーサヴィアランスに使用されるものを含む、宇宙船用の RTG を NASA に提供しています。 RTG には二酸化プルトニウムが保管されており、これは主に放射性同位体、つまり「放射性同位体」であるプルトニウム 238 であり、各原子核内の陽子と中性子の数が不均衡になるように作られています。 安定性を回復しようとして、原子は「崩壊」として知られるプロセスで粒子を放出し、その間に材料は安定した熱の流れを放射します。

Sabah Bux: RTG の仕組みはプルトニウム 238 であり、単なる熱い石です。 そしてその熱を取り出して電気に変換します。 したがって、これは太陽電池の仕組みに似ており、太陽電池に光を当てると電気が得られます。 放射性同位体熱電発電機では、プルトニウムから熱を取り出し、それを有用な電気に変換します。

ナレーター: キュリオシティとパーサヴィアランスの約 11 ポンドの熱い岩からの熱の一部も探査車全体に流れます。

[2:01] Sabah Bux: 火星は非常に寒くなり、RTG は探査機の尾翼のような後ろにあります。 そのため、RTG から熱を引き出し、探査機を温めるために探査機全体に熱を分配するヒート パイプがあります。 RTG の拒絶側、つまり低温側は約 200 ℃ であるため、探査車を快適に保つための十分な熱が存在します。

（音楽）

ナレーター: 液体フロンは、複雑な配管ネットワークの中をポンプで送り、RTG を通過するときに熱を奪う「血液」のように機能します。 この循環システムにより、車ほどの大きさの探査機「キュリオシティ」と「パーサヴィアランス」の胴体は暖かく保たれていますが、ドリルを保持する腕と同様に、四肢は冬にはマイナス 120 度にまで下がることもある気温で凍らないように別途ヒーターが必要です。摂氏、または華氏マイナス 184 度。

電子レンジほどの大きさのソジャーナーとゴルフカートほどの大きさの探査機スピリットとオポチュニティは主に太陽光発電を動力源としていましたが、核エネルギー源も備えていました。つまり、火星の極寒の寒さから身を守るための鼓動する心臓、と言えるかもしれません。

[3:13] サバ・バックス: 寄留者、スピリット、オポチュニティ、彼らは全員 RHU (ラジオアイソトープ ヒーター ユニット) を持っていました。 そして、それらは、火星の冷たい広がりの中で、小さなカイロのようなものを暖かく保つための小さなプルトニウムの破片です。

ナレーター: これらのプルトニウム製カイロは、それぞれ鉛筆消しゴムよりも小さかったですが、これらのミッションでは大幅な電力の節約になりました。 探査車の貴重な電力は、多くのヒーターを稼働させるためにエネルギーを消費するのではなく、車で走り回ったり、地球に送るための写真を撮ったりするなど、他の活動に使用できる可能性がある。

火星探査機のもう 1 つの「動力源」は、火星探査車に携わる人々です。数千人のチームが、探査車がどのようなものになるかを設計した初期の日から、探査機が走行できなくなる最終日まで、ミッションのあらゆる側面を監督してきました。もっと。 チームは来る日も来る日も長時間働き、探査機を動かし続けるために一度に複数の問題に取り組むこともよくあります。

[4:17] 火星へのミッションは構築と運用が難しいだけでなく、人々は火星への打ち上げに失敗するか、火星に到着しようとして失敗するプロジェクトにキャリアの多くを費やす危険があります。 たとえば、1999 年に NASA の火星計画は、(非核の) 火星気候探査機と火星極地着陸船の両方を、火星に到着した瞬間に失いました。