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【L3Harris完成新一代放射性同位素热电发电机关键设计评审,为深空探测任务铺

【L3Harris完成新一代放射性同位素热电发电机关键设计评审,为深空探测任务铺平道路】L3Harris已完成新一代核基电源的最终设计,这是航天器电源技术的关键进展。该型下一代放射性同位素热电发电机(Next Gen RTG)于2026年4月2日通过关键设计评审(CDR),为外太阳系探测新时代奠定了基础。L3Harris火箭与动力系统总经理Bill Sack表示,通过CDR是重要里程碑,验证了设计满足全部技术要求且具备可制造性,同时证明在多年有限生产后成功重建了这一关键能力。飞行型号最早可于2030年代初为NASA深空探测器供电,包括拟议中的天王星轨道器——该任务将使用两台Next Gen RTG为探测器供电,并为温度敏感部件提供热量,使其能在太阳系外围的严寒环境中正常运行。这种热电联供能力使RTG成为此类任务不可或缺的装备。RTG通过钚-238放射性衰变产生的热量转化为电能,适用于距离太阳过远、无法依赖太阳能的探测器,已投入使用60年。早期型号至今仍在为1977年发射、现正穿越星际空间的NASA旅行者号双探测器供电。Next Gen RTG是通用热源RTG的演进型号,后者曾为NASA卡西尼土星轨道器和2015年完成冥王星飞掠、现正探测柯伊伯带的新视野号探测器供电。与L3Harris研制的、正为NASA好奇号和毅力号火星车供电的多任务RTG不同,Next Gen RTG针对真空空间环境而非行星表面运行进行了优化。这一区别对未来任务至关重要。真空优化设计使Next Gen RTG在深空环境中具备更高效的热排散和发电能力,在质量与多任务RTG大致相当的前提下提供更高功率输出。每台Next Gen RTG在寿命初期可产生约250瓦功率,为探索太阳系外围的航天器提供可靠的长寿命电源。Sack补充称,Next Gen RTG在效率上实现了重大飞跃,在相同质量包络内提供更多功率,对于每千克质量都至关重要的深空任务尤为关键。Next Gen RTG的可用性为NASA长期规划中的多项雄心勃勃的任务打开了大门。除天王星轨道器外,该电源系统还可支持:海王星及其卫星海卫一的扩展探测任务;超越新视野号探测范围的柯伊伯带天体探测器;外行星卫星的长寿命探测任务;以及比旅行者1号和旅行者2号飞得更远的星际先驱任务。美国能源部爱达荷国家实验室于2021年选定L3Harris,要求重建 heritage 系统的关键技术并根据日益增长的深空探测需求更新设计。该合同预计于2027年结束,届时将进行生产就绪评审,以验证下一代系统可使用已重建的材料和部件进行制造。L3Harris空间推进与动力系统项目经理Leo Gard表示,他们正在证明能够再次完成这一任务。虽然L3Harris未制造原始发电机,但通过创造性问题解决,成功重建了不完整的文档资料,并为 obsolete 部件找到了现代等效替代方案。作为Next Gen RTG项目的主承包商,L3Harris负责主体结构及总体系统集成。马里兰州亨特谷的Teledyne Energy Systems Inc.负责制造将热能转化为电能的热电偶,科罗拉多州博尔德的BAE Systems Space and Mission Systems负责隔热系统。爱达荷国家实验室由Battelle Energy Alliance为美国能源部核能办公室管理,是美国核能研究与开发的国家级中心,同时在能源、国家安全、科学和环境等能源部战略目标领域开展研究工作。