Изборот на горива за следните генерации на вселенски бродови е од огромно значење. Потребата истите да траат повеќе од 15 години и тоа во екстремни услови, ги става во тешка ситуација истражувачите. Полнењето на горивните ќелии на вселенските бродови и сателити не е едноставно, како вклучувањето на електричните уреди во домаќинството. Потребно е да се однесат истите горивни ќелии до самите вселенски бродови, што се прави со повеќегодишно планирање и креирање на специјални мисии за истите.
Најдобра слика за тоа како би изгледал солиден систем за напојување е системот вграден во сондата Војаџер. Истата се наоѓа во употреба повеќе од 38 години и сеуште испраќа сигнали иако е надвор од сончевиот систем.
Д-р Рао Сурампуди, менаџер на програмата за техники за напојување во лабораторијата за млазни погони на Калифорнискиот институт за технологија, работи на развој на системи за напојување повеќе од 30 години. Според него, еден систем за напојување на вселенски број се состои од генератор, систем за складирање на енергија и управување на моќност и дистрибуција. Истиот треба да биде со многу мала тежина, да има долг работен век, да е високо ефикасен и да зазема мал простор, и секако да биде доверлив, бидејќи поправката на истиот во вселената е безмалку невозможен.
Околината во која се наоѓаат овие објекти е навискина екстремна. Времето потребно за да се стигне до крајната цел се мери во години. Напојните системи треба да работат во вакуум и без гравитациски услови. Во температурен опсег од, на пр. 460 °C на Венера до -150 °C на Јупитер. Тоа значи дека за секој сонда или вселенски број треба да се дизајнираат соодветни напојни системи кои би ги издржале условите во кои ќе се користат. Сондите кои би се насочиле кон сончевиот центар би имале на располагање големо количество на соларна енергија за да ги наполнат своите батерии, но оние кои би биле испратени кон границите на сончевиот систем би имале многу мало количество на енергија на располагање, затоа потребно е да се внимава и на ефикасноста на соларните панели, но и на процесорската моќ која би ја имала опремата вградена во сондата.
Дополнителна специфичност кон дизајнот имаат сондите кои орбитираат околу небесните тела. Поради транзитирањето на сондата во сенката на небесното тело, истата не би била во можност да генерира електрична енергија за да ги наполни батериите, но внимателното дизајнирање на системот би ги спречил можните проблеми од оваа состојба.
Користењето на никел-водородните батерии овозможува истите да имаат пореку 50000 циклуси на полнење и работен век од 15 години. Предноста на овие батерии во однос на стандардните батерии е тоа што овие батерии се затворен систем кој може да работи во вакуум и безгравитациски простор. Соларната енергија кој ги зрачи соларните панели на вселенските објекти се движи од 1374 W/m2 во радиус на Земјата, 50 W/m2 во радиус на Јупитер и 1 W/m2 во радиус на Плутон. Од овие параметри може да се согледа колку е битно системот за складирање на енергија да е високоефикасен и долготраен. Дополнително, како извор на енергија се користи и Радиоизотопен Термоелектричен Генератор (ист таков генератор се користи на сондите Војаџер и Касини) што претставуваат генератори на топлина поради распаѓање на радиоактивен плутониум, без притоа да користат механичко претварање на енергијата. Работниот век им е поголем од 30 години. Користењето на ваквите генератори е непотребно кога сондите би биле на доволно растојание од сонцето за да се генерира енергија со користење на соларни панели, или кога во вселенскиот брод има космонаути и притоа треба да се избегне непотребно радиоактивно зрачење.
Како необновливо гориво се користат водородно-кислородни горивни ќелии (како кај вселенските мисии Аполо и Гемини). Ваквите извори на гориво имаат голема потисна сила и можност да подигнат големи товари, а притоа ослободуваат чиста вода (истата може да се користи за пиење од страна на космонаутите).
Идните вселенски системи ќе треба да носат со себе поголеми резерви на гориво и притоа истите ќе треба да зафаќаат помал простор. Тоа е резултат на се помоќните системи кои се вградуваат во вселенските бродови и се поголемиот број на сензори и актуатори кои собираат голем број на податоци. Со првото користење на јонски мотор за леталото Дип Спејс 1, се покажа есенцијална потреба за градење систем кој ќе има поголема густина на складирање на енергија.
Последното решение кое се истражува за следните генерации на вселенски мисии е Стирлинговиот Радиоизотопен Генератор, кој се базира на постоечкиот Радиоизотопен Термоелектричен Генератор. Стирлинговиот генератор е поефикасен од неговиот претходник, зафаќа помал простор, но има покомплициран процес на производство на електрична енергија.
Исто така се развиваат и нови типови на батерии, за мисијата на NASA на Јупитеровата месечина Европа. Овие батерии се дизајнирани да работат на температура помеѓу -80 °C и -100 °C. Исто така се разгледува подобрување на литиум-јонските батерии кои би се користеле за човечки мисии на месечината и би овозможиле најмалку двојно поголема автономија во однос на досегашните батерии кои се користеле во претходните мисии.
Исто така се развиваат нови типови на соларни панели кои би можеле да генерираат електрична енергија и во услови на мал светлосен интензитет и ниски температури, со што би се овозможило сондите да патуваат многу подалеку од сонцето.
Најголем предизвик на изтражувачите во овој момент е развој на генератор кој би давал доволно електрична енергија за планираните долги мисии со екипаж и првите човечки бази на Марс. Генераторите кои би се инсталирале би требало да траат многу подолго и да генерираат многу повеќе енергија од сите досега развиени генератори. За да се обезбеди долготраен и доверлив генератор, се разгледуваат можностите за користење на ресурсите кои се на располагање, како на пример случајот со мисија на Месечината каде има во изобилство хелиум-3, истиот да се искористи за гориво во фузион реактор. Сеуште овие генератори не се стабилни и доверливи но се смета на нивно усовршување во блиска иднина. Најдобриот од сите фузиони реактори до сега е Токамак, кој зафаќа простор со големина на авионски хангар, што претставува преголем објект за да се пренесе со било кој досега развиен вселенски носач.
За мисиите во кои вселенските објекти би вршеле големи движења, како на пример редирекција на астероиди, потребна е голема потисна моќ, која би можела да се добие со соларно-електрично потиснување. Таквиот систем би бил скап, па затоа се разгледува можноста за нуклеарно-електрично потиснување, но ваквиот систем се смета за недоволно развиен.
Новите системи за напојување кои се развиваат треба да овозможат поголема автономија на вселенските бродови и можност истите да патуваат многу подалеку. Добро испланираните системи за напојување би биле основна компонента за мисија на Марс со човечки екипаж.
Извор: BBC
