Americium: Elementet som kan endre hvordan mennesker erobrer verdensrommet

(Dan Tri) – For nesten et halvt århundre siden forlot to Voyager-romfartøy jorden med oppdraget å utforske solsystemets uberørte grenser.

Selv i dag, stående på kanten av det interstellare rommet, sender de fortsatt tilbake svake, men verdifulle signaler, til tross for at solcellepanelene deres for lengst har dødd ut og alle delsystemene deres har blitt stengt ned ett etter ett.

Den bemerkelsesverdige overlevelsen kom ikke fra magi eller science fiction, men fra et objekt på størrelse med en søppelbøtte: en radioisotop termoelektrisk generator (RTG), som bruker energi fra nedbrytningen av plutonium-238.

Med en enkel mekanisme, ingen bevegelige deler, ingen havarier over tid, men likevel nok til å opprettholde kraften i flere tiår, er dette kraften som drev Voyager inn i historien og skapte gullstandarden for romkraft i flere tiår.

Men plutonium-238 er ikke en ubegrenset ressurs. NASA er nå nesten helt avhengig av denne begrensede produksjonen, mens etterspørselen etter romferder øker.

Dette åpnet et presserende behov for et nytt brensel som kunne erstatte, eller i det minste utfylle, plutonium.

Løsninger på det langsiktige energiproblemet til interstellare oppdrag

Og navnet som har fått mye oppstyr i det siste er americium, et syntetisk grunnstoff som stille og rolig har dukket opp i selve røykvarslerne som mange husholdninger bruker hver dag.

Et element som kun er kjent for sin rolle i å holde folk trygge i røykvarslere i husholdninger, har nå en sjanse til å bli nøkkelen til menneskehetens største ambisjon (Foto: Andrew Magill).

Americium-241 ble først opprettet i 1944 som en del av Manhattan-prosjektet, og er en isotop med en halveringstid på 432 år. Det er fem ganger lengre enn plutonium-238, noe som gjør den til en ideell kandidat for oppdrag som ikke varer i flere tiår, men i århundrer eller mer.

Spesielt trenger ikke americium-241 å produseres fra bunnen av. Det dannes naturlig i atomavfall når plutonium-241 brytes ned. Dette betyr at blant tonnene med atomavfall som er lagret i Storbritannia og mange andre land, finnes det en langsiktig energikilde for romindustrien som venter på å bli utnyttet.

Europa baner vei for autonomi innen romenergi med RTG americium

Mer generelt tilbyr americium flere strategiske fordeler. Europa har lenge vært avhengig av plutonium fra USA og Russland, noe som har begrenset planene for romutforskning betydelig.

Med americium kan kontinentet bli fullstendig selvforsynt med energi, bygge en uavhengig forsyningskjede og redusere geopolitisk risiko. I løpet av det siste tiåret har University of Leicester, sammen med European Space Agency (ESA) og UK Space Agency, kontinuerlig testet americium-RTG-er (radioisotop-termoelektriske generatorer), med sikte på å sende elementet ut i rommet for første gang i de kommende årene.

Selvfølgelig er ikke americium perfekt; americium-241 produserer bare omtrent en femtedel av varmen til plutonium-238, noe som betyr at RTG-er må være større og tyngre for å generere samme mengde energi.

Dette er en stor utfordring innen luftfartsdesign, hvor hvert kilo bestemmer kostnad og driftssikkerhet.

Americium viser imidlertid sin overlegenhet når det brukes til laveffekts- og ultralanglivsoppdrag som interstellare sonder, geologiske observatorier på iskalde satellitter eller enheter som forventes å drive i rommet i hundrevis av år uten menneskelig inngripen.

Når fremtidige romfartøy forlater Jorden og begir seg ut i det uendelige mørket, er det sannsynlig at americium vil hjelpe dem med å fortsette å sende tilbake tegn til liv, selv etter at generasjonene som sendte dem opp ikke lenger eksisterer (Foto: Livescience).

En annen lovende tilnærming er å kombinere americium med Stirling-motorteknologi, som kan omdanne varme til elektrisitet med opptil 25 prosent effektivitet, mye høyere enn de 5 prosentene i tradisjonelle termoelektriske systemer.

Hvis det lykkes, kan americiumbaserte Stirling RTG-er produsere nok kraft uten å øke mengden drivstoff betydelig. Selv om Stirling-motorer har bevegelige deler og har reist bekymringer om påliteligheten deres, åpner det å designe systemet for å operere med flere omformere for redundans muligheten for å løse dette problemet.

Forsøkene pågår fortsatt, og de første resultatene anses som positive.

Nøkkelen til århundrelange oppdrag

Når de plasseres side om side med plutonium, virker de to brenselsstoffene som to forskjellige filosofier. Plutonium er kraftig, kompakt og leverer høy energi, noe som gjør det egnet for oppdrag med høy effekt. Samtidig er americium slitesterkt og har en overlegen levetid, noe som gjør det egnet for oppdrag der tid er avgjørende.

Det er ikke vanskelig å se for seg en fremtid der begge isotopene eksisterer side om side, tjener forskjellige formål, men sammen leder menneskeheten til ytterligere horisonter.

Akkurat nå har NASA foreslått et dristig oppdrag kalt Interstellar Probe med mål om å gå så langt som 150 milliarder kilometer fra Jorden, utover alle grenser mennesker noen gang har nådd.

For at sonder skal kunne overleve i århundrer og fortsette å overføre data hjem, er americium nesten det eneste levedyktige alternativet som oppfyller kravet om levetid. I en bredere sammenheng kan americium ikke bare tjene til romutforskning , men også støtte dyphavsutforskning, forskning på polarklima eller gi stabil strøm til avsidesliggende områder.

Voyager-1 romfartøy (Foto: NASA).

Til tross for utfordringene med å optimalisere kraft og design, er det tydelig at americium er i ferd med å bli et symbol på en ny æra. Denne æraen er ikke definert av den eksplosive kraften som plutonium en gang viste, men av holdbarhet, stabilitet og evnen til å operere over tid.

I det kalde og enorme universet, hvor all teknologi har sine grenser, er det holdbarhetsfaktoren som virkelig avgjør et romfartøys overlevelse.

Fremtiden for romutforskning vil kanskje ikke bli bestemt av hvor store rakettene er, men av hva slags kjernefysisk brensel som stille utstråler varme inne i skipene som krysser det interstellare rommet.

Americium, med sin milde, men evige kraft, er klar til å ta på seg den rollen.

Kilde: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/americium-nguyen-to-co-the-thay-doi-cach-loai-nguoi-chinh-phuc-khong-giant-20251125154617659.htm