Latvijas Universitātē rada jaunu elektrības ieguves paņēmienu kosmosa misijās

Elektrības paņēmiens iegūts, izmantojot divu, iepriekš kopā nesajūgtu, samērā mazpazīstamu tehnoloģiju apvienojumu vienotā iekārtā. Prototips sastāv no divām mašīnām: termoakustiskā dzinēja – iekārtas, kas kosmosā pārveidos kodoldegvielas siltumu skaņā un ģeneratora, kas skaņu pārveido elektrībā, izmantojot šķidra metāla svārstības magnētiskā laukā.

Iekārtai nav kustīgu, dilstošu detaļu. Vienīgais, kas kustas, ir šķidrs metāls. Tas ļauj nodrošināt elektroapgādi zondei daudzu desmitu gadu garumā, bez apkopes. Tā var tikt izmantota tālos lidojumos, kur Saules enerģijas ir maz.

“Mūsdienās reti kur pasaulē tiek piedāvāta tehnika, kas balstās uz fundamentāli jaunu darbības mehānismu. Manuprāt, šis projekts ir viens no retajiem piemēriem, kad tas ir izdevies. Tam visam pamatā ir Fizikas institūta gadu desmitiem uzkrātā pieredze šaurajā nišā ko sauc par – magnetohidrodinamiku (MHD). Savukārt “SpaceTRIPS” veiksmes atslēga ir tajā, ka ir ticis atrasts paņēmiens, kā nodrošināt specifisku maiņvirziena šķidruma kustību. Un te nāca talkā vēl mazpazīstamāka nozare, ko sauc par – termoakustiku,” stāsta pētījuma, par kuru aizstāvēta disertācija Rīgas Tehniskajā universitātē, darba autors, Fizikas institūta vadošais pētnieks Artūrs Brēķis un turpina: “Interesanti atzīmēt, ka pasaulē ir samērā maz zinātnieku, kuri strādā kādā no šīm jomām. Turklāt vēl mazāk ir tādu, kas tiešām detaļās saprot darbības principu, kā termoakustika strādā, tāpēc šeit ļoti būtiska bija starptautiska un multidisciplināra sadarbība.”

Iekārta tapusi sadarbības rezultātā – to projektēja un optimizēja pētnieki no Francijas Nacionālā zinātniskās pētniecības centra, Itālijas uzņēmums Thales Alenia Space nodrošināja kompetenci jautājumos par mašīnas integrāciju kosmosā, bet “AREVA” atbildēja par kodollietām. Kopumā projektā darbojās septiņas organizācijas no piecām Eiropas valstīm.

“Tomēr man gribētos uzsvērt – tieši mums, latviešiem, tika uzticēts atbildīgākais un vienlaikus aizraujošākais: uzbūvēt pašu mašīnu un to notestēt laboratorijā,” lepojas A. Brēķis.

Iekārta ir ieinteresējusi Eiropas Kosmosa aģentūru (ESA), jo šādi Eiropas zinātnei paveras iespējas nodrošināt tehnoloģisko neatkarību misijās aiz Saules sistēmas robežām. Jāatzīmē, ka “SpaceTRIPS” patlaban ir prototipa stadijā. Tas nozīmē to, ka mašīna ir pielāgota izmēģinājumiem Zemes laboratorijas apstākļos. Tomēr ir identificēti tālākie soļi, kas būtu jāveic, lai, attiecīgi pielāgojot, iekārta varētu darboties arī kosmosā.

Ņemot vērā to, ka iekārtas darbības princips ir fundamentāli jauns, tai paveras iespējas arī enerģētiskiem pielietojumiem ne tikai kosmosā, bet arī citviet – uz Zemes.

“Principā vienīgais, kas ir vajadzīgs, lai tehnoloģija strādātu, ir siltumavots. Ja kosmosā tam ir paredzēta amerīcija kodoldegviela, tad nekas netraucētu tepat uz Zemes izmantot, piemēram, no Saules nākošo siltumu. Tā varētu izveidot nelielu autonomu elektrostaciju, kas nodrošinātu ar elektroenerģiju apvidus, kuros elektrifikācija ir vāji attīstīta vai arī tās nav nemaz. Turklāt ar pietiekami augstu elektroapgādes drošumu,” turpina A. Brēķis.

Tā kā iekārta ir fundamentāli jauna, ģeneratoram vēl nepieciešams ievērojams izpētes un uzlabošanas darbs, lai paaugstinātu tā lietderības koeficientu un noteiktu optimālo enerģijas diapazonu dažādos darbības režīmos, norāda Fizikas institūta vadošais eksperts Jānis Ernests Freibergs.

Artūrs Brēķis ir programmas “Nākotnes enerģētikas līderi Latvijā” (NELL) dalībnieks.