الدخول في مجال الطاقة النووية الفضائية بتكنولوجيا الجيل القادم

أكملت شركة L3Harris Technologies تصميم مصدر للطاقة النووية من الجيل القادم للمهمات المستقبلية لوكالة ناسا في الفضاء العميق، مما يمثل تقدمًا حاسمًا في تكنولوجيا الطاقة المستخدمة في المركبات الفضائية.

نجح مولد النظائر المشع الحراري في الجيل القادم (Next Gen RTG) في اجتياز مراجعة التصميم الحرج (CDR) في 2 أبريل 2026، مما يمهد الطريق لعصر جديد من استكشاف النظام الشمسي الخارجي.

قال بيل ساك، المدير العام لقسم RocketWorks وأنظمة الطاقة في L3Harris: “اجتياز المراجعة هو نقطة فارقة مهمة لأنها تؤكد أن تصميمنا يلبي جميع المتطلبات الفنية ويمكن تصنيعه”. “كما أنها تُظهر أننا استعدنا هذه القدرة الحيوية بعد سنوات من الإنتاج المحدود.”

يمكن أن تعمل وحدات الطيران على تزويد مسبارات ناسا في الفضاء العميق بالطاقة بدءًا من أوائل ثلاثينيات القرن الحالي، بما في ذلك مبادرة لمسبار يدور حول كوكب أورانوس الذي سيستخدم مولدين من الجيل القادم (Next Gen RTGs) لتزويد الطاقة وللحفاظ على درجة حرارة المكونات الحساسة بما يكفي للعمل في بيئة الفضاء الباردة. تجعل هذه القدرة متعددة الأغراض من المولدات المشعة الحرارية ضرورية لمثل هذه المهمات.

ما هو مولد النظائر المشع الحراري من الجيل القادم؟

تحول المولدات المشعة الحرارية الحرارة الناتجة عن تحلل البلوتونيوم-238 إلى كهرباء. وهي ضرورية للمسبارات التي تكون بعيدة جدًا عن الشمس بحيث لا يمكنها الاعتماد على الطاقة الشمسية، وقد تم استخدامها على مدى 60 عامًا. لا تزال النسخ الأولى من هذه المولدات تزود الطاقة لمسبارين توأمين من ناسا، وهما Voyager، اللذان أُطلقا في عام 1977 وهما الآن يسافران في الفضاء بين النجوم.

يعد مولد RTG من الجيل القادم تطورًا للمولدات الحرارية العامة التي زودت الطاقة لمسبار كاسيني (Cassini) المدار حول زحل، ومؤخراً لمسبار نيو هورايزن (New Horizons) الذي قام بمهمة التحليق قرب بلوتو في عام 2015 وهو الآن يستكشف عجائب حزام كويبر المتجمد. على عكس مولدات RTG متعددة المهام التي بنتها L3Harris والتي تُستخدم حاليًا في المركبتين الجويتين كيريوسيتي (Curiosity) و بيرسيفيرانس (Perseverance) على سطح المريخ، فإن مولدات RTG من الجيل القادم مُحسّنة لتعمل في فراغ الفضاء بدلاً من سطح كوكب.

تعتبر هذه الميزة حيوية للمهمات المستقبلية. تتيح التصميمات المحسنة لفقدان الحرارة بكفاءة أكبر وتوليد الطاقة في بيئة الفضاء العميق حيث ستعمل مهمات مثل مسبار أورانوس. نتيجة لذلك، يوفر مولد RTG من الجيل القادم إنتاجًا أعلى للطاقة تقريبًا بنفس وزن مولد RTG متعدد المهام. حيث يمكن لكل مولد من الجيل القادم توليد حوالي 250 واط من الطاقة في بداية عمره، مما يوفر طاقة موثوقة وطويلة الأمد للمركبات الفضائية التي تستكشف الأطراف الخارجية لنظامنا الشمسي.

أضاف ساك: “يمثل مولد RTG من الجيل القادم قفزة كبيرة للأمام في الكفاءة. نحن نقدم طاقة أكبر في نفس الكتلة، وهو أمر حاسم عندما تكون كل كيلوغرام ذات أهمية بالنسبة للمهمات الفضائية العميقة.”

لماذا يعد مولد RTG من الجيل القادم مهمًا؟

يفتح توفر مولدات RTG من الجيل القادم الأبواب أمام مجموعة من المهمات الطموحة التي كانت على قائمة أمنيات ناسا. بالإضافة إلى مسبار أورانوس، يمكن أن تمكّن هذه النظم الحيوية:

• مهمات طويلة إلى نبتون و قمره، تريتون
• مستكشفي الأجسام في حزام كويبر التي يمكن أن تتجاوز مدى مسبار نيو هورايزن
• مهمات طويلة الأمد إلى أقمار الكواكب الخارجية
• مهمات مسبقة بين النجوم تدفع أبعد من Voyager 1 و Voyager 2

إعادة بدء الإنتاج

اختارت إدارة الطاقة الأمريكية مختبر إيداهو الوطني شركة L3Harris في عام 2021 لإعادة إقامة التقنيات الرئيسية من النظام التقليدي وتحديث التصميم استجابةً للاهتمام المتزايد في مهمات الفضاء العميق الجديدة. من المتوقع أن ينتهي العقد في عام 2027 مع مراجعة جاهزية الإنتاج للتحقق من إمكانية بناء النظام من الجيل القادم باستخدام المواد والمكونات التي تمت إقامتها.

قال ليو غارد، مدير برنامج أنظمة الدفع والطاقة الفضائية في L3Harris: “نثبت أننا نستطيع القيام بذلك مجددًا. رغم أننا لم نبنِ المولدات الأصلية، فإننا قمنا بنجاح بإعادة بناء الوثائق غير المكتملة وتحديد معادلات حديثة للمكونات العتيقة من خلال حلول مبتكرة.”

جهد تعاوني

بصفتها المقاول الرئيسي في برنامج مولد RTG من الجيل القادم، تتحمل L3Harris المسؤولية عن الهيكل الرئيسي والتكامل العام للنظام. تصنع شركة Teledyne Energy Systems Inc. من هنت فالي، ماريلاند، الأزواج الحرارية التي تحول الحرارة إلى كهرباء، بينما تتحمل شركة BAE Systems Space and Mission Systems في بولدر، كولورادو، مسؤولية العزل.

حول مختبر إيداهو الوطني

تدير منظمة Battelle Energy Alliance مختبر إيداهو الوطني لصالح مكتب الطاقة النووية التابع لإدارة الطاقة الأمريكية. يُعتبر مختبر إيداهو الوطني المركز الوطني للبحث والتطوير في الطاقة النووية، ويقوم أيضًا بأبحاث في كل مجالات الأهداف الاستراتيجية لإدارة الطاقة: الطاقة، الأمن القومي، العلوم والبيئة.

Source: L3Harris (2026-05-14)