มารู้จัก RTG หนึ่งในแหล่งพลังงานสำคัญ ที่ใช้ในกิจกรรมสำรวจอวกาศกัน

สำเร็จเสร็จสิ้นไปแล้วกับภารกิจสำรวจดาวพลูโตโดยยานนิวฮอไรซันส์  แต่กิจกรรมนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยหากขาดแหล่งพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้งานในอุปกรณ์ทุกชนิดบนตัวยาน และบังเอิญเหมาะเจาะพอดี ที่แหล่งพลังงานไฟฟ้าของยานนิวฮอไรซันส์ในการไป พลูโต ก็คือธาตุที่มีชื่อเดียวกัน พลูโตเนียม

400px-Cutdrawing_of_an_GPHS-RTG

แล้วพลูโตเนียมมาทำอะไรแถวนี้ ? มันเป็นพลังงานนิวเคลียร์ไม่ใช่เหรอ

ครับ แต่ไม่ใช่อย่างที่นึกกัน การใช้งานพลูโตเนียมในกิจกรรมสำรวจอวกาศนั้น ไม่เหมือนแบบที่เราใช้กันบนโลกที่เรานำมันมาทำปฏิกิริยาฟิชชัน  เนื่องจากยานอวกาศไม่ได้ต้องการพลังงานไฟฟ้ามากมายเหมือนโรงไฟฟ้า ยานอวกาศโดยเฉพาะพวกที่เดินทางไปในอวกาศระดับลึกนั้น จะเน้นไปที่พลังงานชนิดมาน้อยๆ แต่อยู่นานๆ

และพลูโตเนียมเป็นคำตอบที่ดี มันเป็นธาตุรังสีที่เกิดการสลายตัวและคายความร้อนออกมาตลอดเวลาในอัตราที่ไม่สูงเกินไป  จึงมีการออกแบบเครืองกำเนิดไฟฟ้าที่นำความร้อนนี้ไปใช้ กลายมาเป็นแท่งดำๆที่เสียบอยู่ข้างยานนิวฮอไรซันส์นี้ตามที่เราเห็น

เจ้าแท่งดำๆนี้คือ GPHS-RTG ย่อมาจาก General Purpose Heat Source — Radioisotope Thermoelectric Generator หรือชื่อภาษาไทยยาวเหยีดของมัน เครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดความร้อนเอนกประสงค์โดยการสลายตัวของไอโซโทปธาตุรังสี 

ภายในแท่ง RTG จะมีคู่โลหะ Thermoelectric ที่ใช้ความแตกต่างของอุณภูมิร้อนเย็นเพื่อกำเนิดพลังงานไฟฟ้า และได้ไฟฟ้าออกมาเป็นแบบกระแสตรงหรือ DC เหมือนแบตเตอรีที่เรารู้จักกันดี  โดยเจ้า GPHS-RTG รุ่นที่เสียบอยู่ข้างยานนิวฮอไรซันส์  ใช้พลูโตเนียมไดออกไซด์ปริมาณ 11 กิโลกรัมเป็นเชื้อเพลิง สามารถจ่ายไฟฟ้าออกมาในแรงดัน 30 โวลท์ ขนาด 240 วัตต์ โดยจะเกิดการสลายตัวของพลูโตเนียมไปเรื่อย ๆ  พลังงานไฟฟ้าก็จะลดลงไปเรื่อย ๆ ในอัตราส่วนของการลดลงคือ 5% ทุก ๆ 4 ปี

NewHorizons-Pluto-e1435537994694

เมื่อวันที่ 14 ก.ค. วันประวัติศาสตร์ที่ยานนิวฮอไรซันส์ เฉียดผ่านดาวพลูโตนั้น พลังงานไฟฟ้าในแท่ง RTG เหลืออยู่ 202 วัตต์เนื่องจากมีการสื่อสารกับโลกเพื่ออัพโหลดคำสั่งก่อนหน้านี้ และจากนี้ไปหากไม่มีการทำงานของอุปกรณ์ใดๆ พลังงานไฟฟ้าก็จะหมดช้าลง

RTG ไม่ใช่ของใหม่ อันที่จริงมีใช้กันมานานแล้ว ยานอวกาศลำอื่นที่ใช้เจ้า GPHS-RTG  ได้แก่ยานแคสสินีที่ไปดาวเสาร์ ยูลิซิสที่ไปดวงอาทิตย์ และกาลิเลโอที่ไปดาวพฤหัส

แต่สำหรับนิวฮอไรซันส์  แหล่งพลังงานนี้คือหัวใจสำคัญชนิดไม่มีข้อเลือกอื่น เพราะการเดินทางไปไกลสุดๆถึงพลูโตนั้น แสงอาทิตย์ไม่พอสร้างพลังงานให้เซลสุริยะแน่นอน เพราะอ่อนแรงมาก จืดจางกว่าที่ส่องมาหาโลกนับพันเท่า ยิ่งเดินทางไกลออกไปอีกในแถบไคเปปอร์ เจ้าก้อนพลูโตเนียมนั่นคือชีวิตของยานเลยทีเดียว

 

อ้างอิง http://solarsystem.nasa.gov/rps/newhorizons.cfm
เรียบเรียงโดย @MrVop