El generador de radioisótopos ruso de la sonda lunar china Chang’e 4

La sonda china Chang’e 4 y el rover Yutu 2 comenzaron el 11 de febrero de 2019 su hibernación para afrontar su segunda noche lunar en el cráter Von Kármán de la cara oculta de la Luna. Tanto la Chang’e 4 como su predecesora, la Chang’e 3, han podido sobrellevar las bajísimas temperaturas de la noche lunar —hasta -190 ºC llegó a experimentar la Chang’e 4 durante la última noche— gracias al empleo de generadores de radioisótopos (RTG) y calefactores (RHU) a base de plutonio-238. En un principio se pensó que el RTG de la Chang’e 3 usaba plutonio-238 chino, lo que hubiera significado que China había logrado sumado al selecto club formado por Estados Unidos y Rusia de países que poseen la tecnología para sintetizar plutonio-238, un isótopo del plutonio que no tiene ninguna aplicación militar —a diferencia del plutonio-239— y solo se emplea en RTG y RHU de sondas espaciales. Sin embargo, un tiempo después se supo que el plutonio y el RTG provenían de Rusia dentro del marco de un acuerdo con China del que se desconocen los detalles.

La Chang’e 4 vista por el rover Yutu 2 en la cara oculta de la Luna. La sonda dispone de un RTG ruso (CNSA).

El RTG de la Chang’e 4 es de pequeño tamaño y genera 120 vatios de potencia térmica. Usa un intercambiador de calor en el que se hace circular una sustancia para calentar el resto de la sonda. Al mismo tiempo es capaz de generar 2,5 vatios de potencia eléctrica para permitir el funcionamiento de algunos instrumentos durante la gélida noche lunar (como, por ejemplo, el termómetro con el que se han medido las temperaturas nocturnas). Estas cifras son relativamente modestas si las comparamos, por ejemplo, con el RTG de tipo MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) que lleva el rover marciano Curiosity. Con una masa de 45 kg, el MMRTG genera 108 vatios de potencia eléctrica usando 3,5 kg de plutonio-238. Paradojas del destino, la mayor parte del plutonio que lleva Curiosity es de origen ruso (la cantidad precisa es secreta).

El MMRTG del rover Curiosity durante su traslado (NASA).
El MMRTG del rover Curiosity durante su traslado (NASA).
Partes del MMRTG de Curiosity (NASA).
RTG/RHU soviético de polonio-210 usado en los Lunojod.

Ahora bien, ¿de dónde ha salido esta tecnología rusa de RTG? En los años 60 y 70 la Unión Soviética desarrolló RTG/RHU basados en el polonio-210 que se usaron en sondas espaciales, como por ejemplo, los dos Lunojod. Hubo que esperar a finales de los 70 para que la URSS desarrollase la tecnología de RTG de plutonio-238 aprovechando el renacimiento que por entonces experimentó el programa de sondas espaciales. El diseño de los RTG y RHU de las sondas Chang’e 3 y Chang’e 4 no es conocido, pero sin duda su herencia se remonta a los RTG miniaturizados de tipo Ángel (Ангел). Los RTG Ángel tenían una masa de solo medio kilogramo, con una potencia térmica de 15 vatios y una potencia eléctrica de 0,15-0,22 vatios. Una versión de los RTG Ángel denominada Ares se instaló en las dos sondas de aterrizaje de la misión rusa Mars 96 (dos por cada sonda, además de otros dos RHU), pero, desgraciadamente, estos aparatos terminaron en la selva sudamericana y no en la superficie de Marte por culpa de un fallo del lanzador Protón. Además de los RTG Ángel, en los años 70 y 80 también se comenzó el desarrollo de los RTG VIZIT, con una potencia eléctrica de 40 vatios, para su uso en sondas marcianas de gran tamaño como el rover Marsojod.

RTG Ángel de las sondas Mars 96 (Rosatom).

Después del fiasco de la Mars 96 podríamos pensar que el programa ruso de RTG desapareció, pero no fue así. Rusia planea emplear RTG y RHU en varias de sus sondas espaciales, aunque, lamentablemente, como todos sabemos el programa ruso de exploración del sistema solar se halla actualmente en stand-by esperando la mejora de la situación económica y, sobre todo, la eliminación de las sanciones occidentales, que han causado y están causando mucho daño a multitud de proyectos espaciales de alta tecnología (GLONASS, Spektr-UV, etc.). En concreto, Roscosmos usará RTG en la próxima generación de sondas lunares, comenzando por la Luna 25. Precisamente, el RTG —o, en ruso, RITEG (РИТЭГ)— que debe llevar la Luna 25 es con toda seguridad muy parecido —quizá idéntico— al que emplean las sondas chinas Chang’e 3 y Chang’e 4. Este RTG tiene una potencia térmica de 125-145 vatios y 6,5 vatios de potencia eléctrica y es capaz de generar un voltaje de unos 3 voltios, unas prestaciones similares al RTG que llevan las sondas lunares chinas.

RTG que usará la sonda Luna 25, similar al RTG de las sondas Chang’e 3 y 4 (NPO Lávochkin).
Sistema de control de la temperatura de la sonda Luna 25 basado en RTG. 1: paneles aislantes; 2: tuberías para el intercambio de calor; 3: localización del RTG; 4: sublimador; 5: conducciones para líquido y gas; 6: condensador; 7: válvulas y regulador de presión de los propulsores; 8: línea bypass; 9: radiadores (NPO Lávochkin).

Los elementos estructurales del RTG de la Chang’e 4 han sido elaborados por la empresa NIIgrafit de Moscú, mientras que los elementos con el óxido de plutonio corrían a cargo del instituto VNIIEF de física experimental de la ciudad de Sarov, que forma parte de la corporación estatal Rosatom, encargada de gestionar la energía nuclear en Rusia. El RTG y los RHU —el rover Yutu 2 lleva un pequeño calefactor de plutonio— fueron enviados a China a principios de noviembre de 2018 de cara al lanzamiento de la Chang’e 4, que tuvo lugar el 8 de diciembre. Lo que llama la atención de esta colaboración entre Rusia y China es el relativo secretismo con el que se ha llevado a cabo. Cuando se inició, antes de 2013, las relaciones entre Rusia y Occidente eran, sin ser ideales, mucho mejores que en la actualidad. Sea como sea, ahora la cuestión es si China decidirá desarrollar su propia tecnología de RTG —un proceso muy largo, caro y complejo— o, si por el contrario, seguirá subcontratando a Rusia para esta tarea.

Referencias:

  • https://tass.ru/nauka/5903496


73 Comentarios

  1. Teniendo en cuenta que el plutonio 238 tiene un período de almacenamiento limitado, me alegro un montón de que alguien esté usando el producido en los reactores rusos durante la guerra fría. Dudo que produzcan más, o puedan usarlo ellos solos en un futuro cercano, y dejarlo desaparecer almacenado sería criminal.

  2. Daniel, no sabes la inmensa alegría que siento por haber descubierto tu blog. Pasan los años y cada día aprendo algo nuevo.
    Tanto es así, que de tantas ideas vistas en «tu casa» hasta me decidí a terminar mi novela aplicando muchos conceptos tratados aquí!!!

      1. Sí, está publicada! Puedes buscarla en Amazon, su título es «Marte Robot». Varios seguidores de este foro (como Erick) la han leido; por suerte, todas las críticas han sido favorables. En sondas espaciales hay un tema abierto al respecto!
        En Amazon puedes leer las primeras 40 páginas gratis para ver si te gusta!

        1. Lo leeré por 0101 razones
          0001.- Somos vecinos, yo vivo en chile.
          0010.- Yo también soy informatico
          0011.- Seguimos este blog
          0100.- Seguramente somos espaciotrastornados de radioskylab
          0101.- Yyyyyy la última, es que yo igual estoy escribiendo una novela y tengo mucha curiosidad por saber como escribe alguien más que tiene todas las características anteriores (osea, no un Clark, no un Assimov, no un Liu) pero si un Manjarin

          Directo al Kindle

          1. Buenísimo! Coincidimos en todo! Además, algo importante de la obra es que cuando tenía dudas acerca de algún tema muy técnico, acudía a Daniel y él siempre se hacía un lugarcito para contestarme (De hecho está primero en la lista de agradecimientos al final de la novela) 🙂
            Espero que disfrutes de la lectura!!!

      1. Post data: en Amazon ví que está publicada en papel, por una editorial argentina ubicada en el centro de Bs.As … la buscaré allí. ¡¡¡ Genial !!!

        1. Ah, no hay nada como el olorcito de un libro nuevo!
          Si eres de Buenos aires puedes entrar a mi página de Facebook. Ahí vas a encontrar todas las librerías que lo venden. Hay muchas en Buenos aires, pero también en La Plata, Tigre, Morón etc.
          Gracias!
          Pd: Gracias también a Daniel por el Off Topic!!!

  3. OFFTOPIC: Acabo de ver en el cine aqui en Beijing 流浪地球(The wandering earth) basado en un relato de Liu Cixin. Interesante donde esta llegando el cine Chino, la puedo recomendar !

  4. Muy interesante esta información con lo holgado que es el presupuesto Chino no es descartable que al final acaben desarrollando está tecnología para su programa espacial…claro que viendo lo que le ha costado a la NASA reanudar su producción, se entiende que pasen por caja y compren estos RTG a Rusia…ojalá por cierto por fin veamos la sonda Luna 25 haciendo uso de ellos…

    Dos cosas Daniel:

    ¿al final en que ha quedado en estos 6 años, la idea de la ESA de crear RTG a base de americio-241?

    Ya que mencionas el telescopio Spektr-UV, hace poco salió Pedro Duque, y dijo que en los últimos presupuestos de la ESA hay dinero para este proyecto…¿Tienes más info sobre como continúa este telescopio internacional?

    1. Hace unos años Daniel ya informó que todos los intentos de sustituir el plutonio 238 por otros isótopos habían sido abandonados. Nos dio una auténtica tesis doctoral sobre el tema

      1. ¿Esta? :
        danielmarin.naukas.com/2013/10/02/por-que-las-sondas-espaciales-usan-plutonio-guia-casera-para-fabricar-tu-propio-generador-de-radioisotopos/

        ¿O esta otra? :
        danielmarin.naukas.com/2014/12/04/por-que-philae-no-lleva-un-generador-de-radioisotopos/
        Nadie ha fabricado nunca un RTG de americio-241, más que nada porque su potencia es una cuarta parte que la de uno de plutonio. Es decir, con la misma masa un RTG de americio sólo generaría el 25,5% de la electricidad que genera un RTG de plutonio.

        ¡Las dos! 😉

  5. Saludos

    Leyendo el artículo, quisiera saber en qué aspectos las sanciones están afectando los proyectos de alta tecnología rusa como glonass o spektr-uv? Gracias

    1. En el caso Spektr-UV, recuerdo haber leído – aquí o en alguna otra parte – que los detectores son fabricados en Gringolandia y por lo tanto bloqueados para el proyecto.

      Al final esas sanciones lo único que han logrado es mostrar lo poco confiables y serios que es son paises occidentales. Seguramente, muchos países han ido tomando nota y se van a asegurar en el futuro que tecnología critica no dependa de los caprichos de la Casa Blanca.

      1. «Poco confiables y serios». Teniendo en cuenta que esas sanciones se derivan de la anexión de Crimea y que fueron advertidos. Menos confiable me parece un país que se anexiona un cacho del vecino.

          1. Ya, pero hay regalos envenenados. La (re)anexión de Crimea tendría cierto parecido con la anexión de Texas: «por petición de los propios pobladores» que le dicen…

    1. Cuando los ingenieros desarrollen reactores más pequeños, más eficientes y más baratos, como siempre. Solo que aquí estamos hablando de crear una estrella artificial en miniatura; surgen problemillas técnicos, ¿sabes?

      Veremos cómo funciona la demostración tecnológica del mamotreto que están ensamblando en Francia y de cómo se reproduce a menor escala sin perder prestaciones. Quién sabe, igual se descubre un proceso que lo permita. O igual se excede a la capacidad tecnológica de la especie humana.

    2. ¿Fusión comercial de He3? Difícil antes de 2080. Hay al menos dos problemas, uno técnico y otro logístico.

      El problema logístico es que el He3 abunda en la Luna y escasea en la Tierra. Para aprovechar el He3 lunar habría que montar una vasta infraestructura económicamente viable (que al menos no genere pérdidas) a fin de extraer el He3 lunar y enviarlo a la Tierra, o bien fusionar el He3 lunar en la Luna y enviar la energía generada a la Tierra mediante lásers, microondas u otra manera.

      El problema técnico puede resumirse así: fusionar Hidrógeno es mucho más fácil que fusionar Helio, porque la reacción de fusión del Hidrógeno requiere menor temperatura, y hablamos de plasma a cientos de millones de Kelvin. La tecnología para mantener confinado por largo tiempo al plasma ardiente es menos «ciencia ficción» en el caso del Hidrógeno que en el caso del Helio.

      La temperatura es sinónimo de la energía necesaria para vencer la Barrera de Coulomb, es decir, la repulsión electrostática entre los protones de los dos núcleos atómicos que deseamos fusionar: 1 protón versus 1 protón en la reacción Hidrógeno-Hidrógeno, 1 protón versus 2 protones en la reacción Hidrógeno-Helio, 2 protones versus 2 protones en la reacción Helio-Helio, etc.

      No todos los isótopos de un mismo elemento son igual de «rendidores», de ahí la preferencia por Deuterio (H2) y Tritio (H3) en el caso del Hidrógeno y He3 en el caso del Helio. Por «fusiones rendidoras» entiéndase las reacciones que tienen más probabilidad de ocurrir en un intervalo dado de tiempo y que a la vez producen energía en cantidad suficiente como para que valga la pena el esfuerzo de poner en marcha y mantener la reacción.

      ITER y otros programas bien encaminados persiguen la fusión D-T (Deuterio-Tritio) porque es la más «sencilla» dentro de las reacciones «rendidoras». Por «la más sencilla» entiéndase «la más fría», el pico de la reactividad D-T ocurre a la «baja» temperatura de unos 800 millones Kelvin.

      ITER es el programa de fusión más avanzado del mundo, aventaja en décadas a cualquier otro. Si todo va bien con ITER, le sucederá DEMO. Y si todo va bien con DEMO, le sucederá PROTO, el primer auténtico prototipo de reactor comercial de fusión. A menos que algo acelere el programa, el más optimista «mapa de ruta» actual prevé la construcción de PROTO no antes de 2050, o sea que no habrá centrales comerciales de fusión D-T antes de 2060.

      Por eso estimo un mínimo de otros 20 años, no antes de 2080, para alcanzar la fusión comercial basada en reacciones más «limpias» pero que requieren mayor madurez tecnológica. Por «más limipias» entiéndase una menor emisión de neutrones, como la reacción D-He3, o 100% aneutrónicas, como la reacción He3-He3.

      Saludos.

      1. Gracias por la excelente explicación. Por el último parrafo que has escrito parece que lo más correcta es la reacción He3-He3.

  6. Es una bestialidad la diferencia, de los 108 vatios del MMRTG del Curiosity a los 2,5 vatios del ruso-chino. ¿Parece que la NASA lleva una importante ventaja o es solo que no interesa a rusos y chinos gastar mas plutonio-238 en esta mision?

    También y quizá relacionado…

    https://www.abc.es/ciencia/abci-cuatro-preguntas-universo-podran-responder-antes-2025-201902100227_noticia.html

    «La intención es enviar a Neptuno una sonda en 2030 para que llegue en 2043; y a Urano en 2031 con llegada prevista en 2043; incluso puede que visitemos ambos planetas a la vez», dice Hasinger, director de Ciencia de la ESA

    ¿Como de avanzados están estos planes de la ESA?, ¿Como se piensa mandar estas sondas?, ¿Colaboración con la NASA?, ¿Desarrollo de RTG europeos de americio-241 o plutonio-238?
    Muchas preguntas XD

    Saludos.

  7. Está claro que, mientras no encontremos una fuente de energía alternativa, en cuanto nos alejamos del sol o estemos a la sombra, los paneles solares no valen un carajo.
    Lo único que nos puede calentar, alumbrar y mover las naves en el espacio es la energía nuclear.

    …Y los rusos no se andan con chorradas ni miedos, si hay que usarlo… se usa y punto.Ver Topaz y Zaryá.

    Son punteros en estudios de generadores nucleares. Lo malo es, que no tienen dinero para fabricar naves grandes, si no… ya tendríamos buenos transportes surcando el espacio.

    Los americanos tienen el Kilopower… pero no les dejan fabricarlo.

    OFF TOPIC:

    Primeros experimentos reales de los japoneses para construir ascensor espacial

    https://www.abc.es/ciencia/abci-comienzan-experimentos-reales-para-ascensor-espacial-japones-201809051746_noticia.html

    https://www.europapress.es/ciencia/misiones-espaciales/noticia-japon-ultima-primer-experimento-real-ascensor-espacial-20180904141510.html

  8. Me sorprende lo pequeña que es la potencia eléctrica del RTG (2,5 W) y el poco rendimiento (parte de una potencia térmica de 120 W).
    Me pregunto si no sería viable obtener la misma energía eléctrica a partir de la diferencia de temperatura entre el subsuelo lunar, que debe tener una temperatura constante, y la temperatura de la superficie, que cambia más de 200° entre el día y la noche.
    Con diferencias de temperatura menores hay dispositivos comerciales capaces de dar esa potencia, por ejemplo los Peltier que enfrían las neveras portátiles, usados como generadores. Hay muchos ejemplos en la web.
    Los RTG usan dispositivos basados en el mismo efecto, el Seebeck.

    Quizá se podría prescindir de los carísimos y peligrosos RTGs para sondas lunares. Bastaría con clavar una barra de cobre en el regolito y poner sobre ella un generador Seebeck y un radiador. Por el día el calor del sol pasaría al suelo a través del generador produciendo corriente eléctrica, por la larga noche lunar el calor del suelo pasaría al frío espacio generando también electricidad.

    1. Creo que los RTG son bastante seguros. Además tiene un periodo de semidesintegración de ‘sólo’ 87 años en caso de accidente. No estoy a favor de la energía nuclear. Pero para uso científico apoyaría una central nuclear de producción, aquí en Europa.
      — De wikipedia —
      Plutonium-238 has a half-life of 87.7 years, reasonable power density of 0.54 watts per gram,[11] and exceptionally low gamma and neutron radiation levels. 238Pu has the lowest shielding requirements; Only three candidate isotopes meet the last criterion (not all are listed above) and need less than 25 mm of lead shielding to block the radiation. 238Pu (the best of these three) needs less than 2.5 mm

      https://www.esa.int/gsp/ACT/doc/POW/ACT-RPR-NRG-2007-SummererGardiniGiacinto-ICAPP-ESAs-Approach-to-NPS-for-Space-Applications.pdf
      En la página 4 se indica que se implementan métodos de protección para evitar cualquier problema en caso de accidente.

      1. En eso de la seguridad cada uno tiene sus puntos de vista. Para mí el plutonio sólo es seguro si está muy lejos y no puede volver a la Tierra, como en las Voyager y Curiosity.

        1. Hay aplicaciones, donde no queda más remedio que usar RTG’s, como las sondas que se envían lejos en el sistema solar.

          Evidentemente, siempre que se pueda emplear otras energías y se adecuen a la fiabilidad necesaria, es mejor que emplear nuclear.

          No sólo se han empleado en Voyager y Curiosity. También en Galileo, Ulysses y Cassini, Mars 2020, New Horizons, Chang’e 3, Chang’e 4. rover Spirit y posiblemente más misiones.

          Un enlace donde te dan la razón:
          http://www.animatedsoftware.com/cassini/thewrong.htm
          Informa sobre los peligros de usar energía nuclear. Pero habría que contrastar información.

          1. Cuidado, que muchas sondas que no llevan RTG sí llevan RHU de plutonio (ninguna europea, eso sí, porque la ESA no dispone de esta tecnología). Por ejemplo, los rovers Spirit y Opportunity.

    2. Parece que la potencia eléctrica es baja porque el objetivo es calentar, no alimentar los instrumentos. Los instrumentos pueden utilizarse solo durante el día, permitiendo así un RTG mucho más pequeño y barato.

        1. Obvio. Pero ¿ Y si además necesitas un poco de energía para mantener una batería o algún sensor?. En cuanto produces algo de energía eléctrica ya no lo puedes llamarlo RHU, pero si miras la figura del control térmico de Luna ves que eso es principalmente un intercambiador de calor que, además, produce un poco de energía. Por eso extrapolar la eficiencia es engañoso.

          1. Pero entonces ya no estamos hablando única y exclusivamente de calentar.
            Y entonces la pregunta puede ser…¿que fue antes?, ¿Usan este tipo de RTG por no necesitar mas o tiene que usar este tipo de esquema al no poder fabricar RTG mas capaces?
            Saludos.

  9. Muy bueno fisibi, además has hecho la pregunta correcta:

    ¿Porqué no se intenta algo así? aunque sea como experimento, a ver si funciona.

    Si funcionara, se podría llevar en el rover y cada vez que falta energía, se clava en el suelo y se recargan baterías, incluso de noche.

    1. Para un rover sería más problemático, porque cada vez que se desplaza tendría que clavar, lo cual gastaría energía y mucho tiempo. Sería más fácil para una sonda fija, porque sólo se clavaría una vez, quizá como hará el sensor de temperatura de la sonda Insight. Por cierto, que hace tiempo que no hay noticias de esa sonda.

      1. Ya han acabado de desplegar y calibrar el sismómetro (SEIS), le acaban de poner la cubierta de protección contra el viento. (De datos creo que todavía nada).

        Esta semana empiezan a desplegar el penetrador.

    2. Hombre, ¿cuánta diferencia de temperatura puede haber entre la superficie y el subsuelo lunares durante la noche, que es cuando realmente necesitas generar electricidad y calorcito porque los paneles solares no funcionan?
      No lo veo.

      1. Supongo que a poca profundidad el aislamiento térmico del suelo mantendrá la temperatura cercana a la media de la superficie.
        Según acabo de ver en la Wikipedia, la temperatura media en el ecuador es de 220 K (-53 ºC). De noche la diferencia entre la superficie y el subsuelo podría llegar a 190 – 53 = 143ºC.
        No llega a los 200º que pensaba, pero creo que puede dar un buen rendimiento para un generador termoeléctrico. Creo que hay pruebas de redimiento del 4,5% con 100º de diferencia.

        https://en.m.wikipedia.org/wiki/Moon
        «Surface temp. min mean max
        Equator 100 K 220 K 390 K»

      2. Ensayos con generadores termoeléctricos pensados para obtener energía geotérmica dan una eficiencia del 4,5% para una diferencia de temperatura de 65º, con un coste menor que la energía eólica y mucho menor que la fotovoltáica.
        En el pdf, en las conclusiones:
        «The instantaneous efficiency of the TEG system reached 4.5% at an inlet temperature of about 95°C on the hot side and a
        temperature of 30°C on the cold side. This efficiency increases exponentially with the inlet temperature.»

        https://scholar.google.com/scholar?client=ms-android-huawei-rev1&um=1&ie=UTF-8&lr&q=related:iY6WZznYfSlaGM:scholar.google.com/#d=gs_qabs&u=%23p%3DiY6WZznYfSkJ

  10. Me parece muy bien que los rusos se asocian con china por qué desde el 2010 que el programa espacial ruso se está pudriendo por culpa del decinteres del régimen de Putin talves sea la única forma de salvarlo ☹️

  11. Buenas, según tengo entendido el Plutonio 238 sí se usa en las bombas termonucleares, formar parte de la carcasa del secundario y de la bomba en sí. En armas nucleares no es útil, porque no fisiona fácilmente, pero con la energía de un arma nuclear fisiona muy bien. Por eso les llaman armas de fisión-fusión-fisión. Esta última fisión viene principalmente del Uranio-238.

        1. Ojo con las traducciones, porque aparentemente en español no hay una clara distinción entre «fisionable», «fisible» y «físil» como sí la hay en inglés:

          https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_weapon_design
          «Uranium’s most common isotope, U-238, is fissionable but not fissile (meaning that it cannot sustain a chain reaction by itself but can be made to fission with fast neutrons).»

          Ese mismo artículo de la wiki da cuenta de numerosos diseños, en algunos se usa U-238 y en otros U-235.

          Saludos.

  12. Los generadores termoeléctricos ofrecen una basura de eficiencia. Son tecnología nuclear primitiva. Un RTG básicamente es un cilindro de plutonio emitiendo calor que fluye a través de un par de metales o semimetales y que por efecto Seebeck provoca una circulación de corriente. En este mismo principio se basan los sistemas de refrigeración Peltier: chupan demasiada corriente para enfriar muy poco. Ponme un compresor con amoníaco y hablamos.

    Ojo, estoy a favor del desarrollo de la tecnología nuclear. Pero es que los RTG me parecen muy limitados, por la baja eficiencia del sistema termoeléctrico. Ojala se pudiera miniaturizar un reactor de fisión nuclear con sus turbinas de vapor. O de fusión, puestos a pedir potencia. ¿Es que no podemos usar uranio en el espacio o qué?

    1. Marchando un generador de radioisótopos (Pu-238) cuatro veces más eficiente que un RTG…
      en.wikipedia.org/wiki/Stirling_radioisotope_generator

      Marchando un mini reactor de fisión (U-235)…
      en.wikipedia.org/wiki/Kilopower

      «Marchando» un… ¿mini?… reactor de fusión (humo, ¡coff!, puro humo, ¡coff, coff!)…
      nextbigfuture.com/2018/08/lockheed-compact-reactor-is-100-or-more-times-worse-than-initial-claims.html

  13. Cito a mi querido Yunus Cengel:

    «La principal desventaja de los generadores termoeléctricos es su baja eficien-
    cia. El éxito futuro de estos dispositivos depende del descubrimiento de mate-
    riales con características más convenientes. Por ejemplo, la salida de voltaje de
    los dispositivos termoeléctricos se ha incrementado varias veces al cambiar
    de pares metálicos a semiconductores. Un generador termoeléctrico práctico
    que utiliza materiales conectados en serie tipo n (dopados intensamente para
    crear un exceso de electrones) y tipo p (dopados intensamente para crear una
    deficiencia de electrones), se muestra en la figura 11-28. A pesar de sus bajas
    eficiencias, los generadores termoeléctricos tienen unas ventajas definitivas
    respecto de peso y confiabilidad, y actualmente se usan en áreas rurales y en
    aplicaciones espaciales. Por ejemplo, los generadores termoeléctricos basados
    en silicio-germanio de las naves Voyager han suministrado potencia a estos
    vehículos espaciales desde 1980, y se espera que lo sigan haciendo por varios
    años más»

  14. Este es un tema recurrente en el blog y siempre digo lo mismo y el tiempo me da la razón. La utilización de tecnología nuclear es peligrosa, data de tiempos de la guerra fría y su planteamiento es como solución es obsoleto. El desarrollo de otras tecnologías y la miniaturización de los componentes está haciendo que el futuro de la tecnología nuclear sea nulo. Solo hay que ver los límites de la energía solar fotovoltaica, hace pocos años era Marte, luego la sonda Rosetta lo supero y dentro de poco la sonda Juice llegará al sitema Joviano. Con la miniaturización de los componentes pasa algo parecido, los cubestas han llegado a Marte y dentro poco serán elementos fundamentales para la exploración espacial más allá de Marte.

    Con el uso de otros tipos de propulsión y de comunicaciones en la exploración espacial la tecnología nuclear no tiene futuro. El tiempo corre en contra de la tecnología nuclear.

        1. Si, pero eso es EN la órbita de Saturno, yo hablo de Urano y mas allá. A esas distancias los paneles solares o deben ser realmente grandes o no sirven. Meterle peso adicional a una sonda en forma de paneles mas grandes aumenta el coste de la misión, por no hablar de que es una hazaña en si misma obtener energía con paneles tan lejos del astro rey.

          1. Precisamente. Y en los comentarios de esa entrada hay uno mío que dice:

            Es cierto que queda margen para aumentar la eficiencia de la conversión fotovoltaica, pero todo tiene sus límites. Para obtener cierta potencia eléctrica a cierta distancia del Sol, llega un momento en que el área y la masa de los paneles solares requeridos comprometen la maniobrabilidad del vehículo al punto de ser una solución impracticable.

            ¿Se entiende ahora lo de «paneles solares con sonda… que NO sonda con paneles solares»? 😉 Cuanto más lejos del astro rey, esa proporcionalidad va a peor hasta que llega un punto en que las cuentas dan números rojos.

            Saludos.

    1. Todo lo contrario, el tiempo te quita la razón. Si alguna vez la humanidad quiere ser una especie multi-planetaria no nos queda otro remedio que usar , sí o sí, la energía nuclear, tanto para naves como para generar la energía eléctrica en algún asentamiento.
      Recuerda que sin el desarrollo de lo nuclear puedes ir olvidándote de ciertas terapias y procedimientos médicos que son insustituibles. (¿Te suena lo de radioterapia?).
      Y si lo nuclear puede ser peligroso…y oye ir a trabajar, viajar en automóvil, en avión, caminar por la calle…hasta tomarte una aspirina; pero es que vivimos rodeados de peligros que asumimos y que intentamos minimizar (se acuerda alguno de ustedes cuando viajábamos en los coches de nuestros padres sin cinturón ni sillita y aun estamos por aquí?)

  15. De momento, más allá de Saturno los paneles no son muy rentables y a la altura de Plutón no funcionan.

    Hoy en día, lo único que produce energía en el espacio a esa distancia del Sol, es la energía nuclear en cualquiera de sus variantes. Así que no hay más <@¬@#€$ que usarla hasta que encontremos algo mejor.

    Cuando eso pase, (encontrar una fuente de energía eficiente segura y limpia ) podremos arrearle una patada a la nuclear y olvidarnos de ella.

    Pero ahora hay que usar lo mejor que tengamos. ¿no?

  16. Tengo un par de dudas.

    Cuando se dice que mide la temperatura, se mide la temperatura del suelo? Porque no hay aire….

    Otra cosa: El sobrevivir al frio tampoco lo entiendo del todo. Supongo que la sonda (a parte del calor que pierde por emitir radiación infraroja, se enfria porque toca el suelo, y por ese contacto es por donde pierde el calor? Entiendo que si no tocase el suelo el enfriamiento sería mucho más lento ya que solo perdería el calor a través de la radiación que emite.

    Gracias y felicidades por el blog (y por la labor de divulgación en general)

    Graicas

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 12 febrero, 2019
Categoría(s): ✓ Astronáutica • China • Luna • Rusia