欧洲科学家正在为太空任务开发一种由核废料驱动的电池品种。欧洲航天局(ESA)希望，到本世纪末，这项技术将使其能够操作不依赖太阳能电池板的航天器，并能够在不依赖国际合作伙伴的设备的情况下探索月球和遥远的太阳系。
11月22日和23日在巴黎举行的欧空局部长理事会会议上，部长们同意为一项名为欧洲放射性同位素能源设备(ENDURE)的计划提供2900万欧元(3000万美元)。该计划旨在开发以放射性元素镅-241为动力的长效热能和电力装置，为2030年代初欧空局的一系列月球任务及时提供支持。
设在荷兰诺德韦克的欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)的ENDURE项目共同负责人Jason Hatton说："如果我们想在探索中拥有自主权，我们需要这些能力。哈顿说，欧空局不断增长的太空雄心意味着它需要自己的持久动力来源。
元素241
镅是钚衰变的一个副产品，从未被用作燃料。对于太阳能不能满足的任务--无论是因为阴凉还是因为与太阳的距离，欧空局一直依赖美国或俄罗斯的合作伙伴，这些合作伙伴自太空竞赛以来一直使用钚-238电池为任务提供动力。例如，美国国家航空航天局制造了钚电池，在2005年惠更斯探测器下降到土星的卫星泰坦时为其提供了温暖。但是钚-238在过去十年中一直供应不足，而且生产成本很高。
而且，在俄乌冲突之后，欧空局断绝了与该国的关系。法国莫东巴黎天文台的天体物理学家Athena Coustenis说："目前的政治局势表明，你不能总是依赖合作伙伴。"他是支持新计划的欧空局咨询委员会的主席。
长期以来，缺乏动力源限制了欧洲科学家提出的单独任务，也限制了其他任务。该机构在2014年敏锐地感受到了其放射性同位素电源的缺乏，当时其彗星登陆的菲莱探测器只运行了不到三天，因为它最终在一个阴暗的地方，其太阳能电池板没有用。Coustenis说："多年来，欧洲科学家一直在说，如果你想走得更远，或者去黑暗和寒冷的地方，没有其他办法。”
比钚更好?
ESTEC的ENDURE计划的共同负责人Véronique Ferlet-Cavrois说：“与钚相比，镅的最大优势在于它更便宜、更丰富，可以重新利用原本无用的废物。”
钚-238是在一个两阶段过程中制成的，包括用中子辐照镎的目标。位于塞拉菲尔德的英国政府国家核实验室(NNL)的研究人员已经表明，镅可以从民用电厂使用的后处理核燃料中提取，并制成燃料颗粒，形成电池的核心。哈顿说，ENDURE计划的一部分将包括提高镅的产能，以满足电池的需要。
镅的半衰期比钚-238长，这意味着它的寿命更长，但每克的功率更小。但由于镅更容易获得，生产一瓦的功率的成本大约是使用钚的五分之一，在ESTEC协调未来月球任务工作的Markus Landgraf说。
在接下来的三年里，ENDURE团队将把原型开发成可以在类似任务条件下测试的模型，作为可用设备的前奏。在与NNL的合作中，英国莱斯特大学的一个团队开发了两种类型的装置：放射性同位素加热装置，它用衰变镅中产生的热量来加热仪器;以及放射性同位素热电发生器(RTG)，它通过在金属板上产生温度差来利用热量发电。
莱斯特大学的物理学家和空间动力系统专家理查德-安布罗西(Richard Ambrosi)表示，研究人员设计了这两种类型的设备，以考虑到在一定的功率输出下镅的体积更大，而且与钚相比温度更低。
由于使用放射性材料，安全也是至关重要的。他表示，这些装置被封装在包括铂金合金在内的各层中，在密封镅的同时允许热量排出。该计划的下一阶段将集中在安全测试上，以便镅装置能够被认证用于发射。测试将包括监测组件在高温和冲击下的行为--例如，在发射台上发生爆炸时--以确保放射性材料不会泄漏。Ambrosi说："我们必须能够在一系列非常极端的情况下生存下来。”
月球上的电池
Ferlet-Cavrois说：“一旦开发成功，同样的基本动力系统可以在任何无法使用太阳能的任务中重新使用。在月球上持续14个地球日的夜晚，以及在木星以外的太阳系的探险中就是这种情况。为了在严酷的月夜中生存，中国活跃的月球车嫦娥四号使用与俄罗斯合作建造的钚加热装置。”
欧空局发射镅动力源的第一个目标是它的阿戈纳特号月球登陆器，计划在2030年代初发射。Landgraf说：“Argonaut任务将在月球表面进行长期研究并支持在那里工作的宇航员。”Ferlet-Cavrois说：在2040年代，欧空局希望向冰巨星天王星和海王星的任务提供动力。这些行星只在20世纪80年代美国宇航局的旅行者2号探测器飞越时被研究过。”
Landgraf说：“镅的可用性以及生产钚-238的挑战，意味着美国宇航局可能也想使用它，该机构正在评估其为未来任务生产足够RTG的能力。”对于其旨在在月球上建立长期存在的Artemis计划，他说："他们认为我们的镅非常有趣。”
安布罗西说：“经过十多年的研究，镅技术已经达到了可以为实际任务开发的阶段。此刻的兴奋之情实际上是很明显的。我们已经为此工作了很长时间。"
