Palivový článek MMRTG roveru Mars 2020 (šikmo umístěná jednotka v pravé části konstrukce roveru). Kredit: NASA/JPL-Caltech.

Čas, který zbývá do startu mise nového amerického roveru Mars 2020, se krátí. Mělo by k němu dojít přibližně za rok, mezi 17. červencem a 5. srpnem 2020. Přípravy na start jsou podle všeho v plném proudu. Inženýři NASA v těchto dnech zahájili plnění jaderného zdroje energie roveru palivem.

Mars 2020 v akci. Kredit: NASA/JPL-Caltech.

Vedení NASA dala zelenou operátorům, kteří plní energetickou jednotku roveru, radioizotopový termoelektrický generátor Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG), oxidem plutoničitým-238. Tento palivový článek zajistí roveru dostatek energie.

Radioizotopový termoelektrický generátor MMRTG vznikl ve spolupráci s úřadem Office of Space and Defense Power Systems amerického ministerstva energetiky (U.S. DOE). Oficiálně vlastně nejde o jaderný reaktor, ale spíše něco jako jadernou jednorázovou "baterii" s dlouhou výdrží. V palivovém článku roveru bude plutonium-238 umístěno v celkem osmi modulech General-Purpose Heat Source (GPHS). Radioaktivní rozpad plutonia zajistí 110 wattů pro provoz roveru.

Palivo z plutonia-238 do jaderných článků ozařuje okolí vlastním svitem. Kredit: U.S. DOE.

Teplo vytvořené rozpadem plutonia v jaderném článku MMRTG se promění na elektřinu. Ta bude pohánět elektroniku roveru, jeho kola i robotickou paži, stejně jako početné vědecké experimenty na palubě roveru. Přebytečné teplo bude využito k ohřátí roveru během mrazivých marťanských nocí.

Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG). Kredit: Ryan Bechtel / U.S. DOE.

Radioizotop plutonia-238 se v takových generátorech elektřiny používá kvůli tomu, že má vhodně dlouhý poločas rozpadu, tj. 87,7 let. Druhou zásadní předností je, že se rozpadá alfa-rozpadem. Při něm vznikají částice alfa, tedy jádra helia se dvěma protony a dvěma neutrony. Alfa záření je sice silně ionizující, ale také dost slabé. Takové záření je možné spolehlivě odstínit i tenkou vrstvou kovu, takže nemá nežádoucí vliv na zařízení roveru ani na lidské operátory.

NASA použila jaderné palivové články ve více než dvou tuctech vesmírných misí. Článek MMRTG je nedávnou inovací. Poprvé se objevil jako pohonná jednotka populárního marťanského roveru Curiosity. Spojené státy mají v tomto okamžiku zásoby plutonia-238 na palivový článek pro rover 2020 a pak ještě pro další dva takové MMRTG články. Zároveň už ale došlo k restartu výroby plutonia-238, takže by se situace měla časem zlepšit.

Plnění jaderného článku palivem je během na dlouhou trať. V režii U.S. DOE bude probíhat až do doby před startem mise z kosmodromu na floridském mysu Canaveral. Rover Mars 2020 by měl přistát na Rudé planetě kolem 18. února v kráteru se slovanským jménem Jezero (podle města v Bosně a Hercegovině), který se nachází na okraji prolákliny Syrtis Major.

Video:  Mars 2020 Rover Build Update

Literatura
NASA 24. 7. 2019.