微型核发电机可为深空CubSat提供核动力

在一项可能看到新一代深空立方体卫星的行动中，美国宇航局已经为罗切斯特理工学院的一个项目开了绿灯，以开发一种核动力源，其大小是目前用于行星任务的核动力源的十分之一。

今天，大多数服役的卫星都由太阳能电池板提供动力，通过吸收光子在电池板的材料中产生电位不平衡来产生电流，从而将太阳光转化为电能。这些电池板的工作做得很好，但在火星轨道以外的深空或恶劣条件下，如火星尘暴或月球上的长夜，太阳光根本无法产生所需的能量。

作为一个替代方案，许多深空飞行器携带多任务放射性同位素热发电机(MMRTG)，利用温度梯度来发电。换句话说，放射性同位素产生热量，热电偶将热量直接转化为电能。这是一个工程师们熟悉的原理，在地球上被广泛用于诸如煤油动力收音机和营地炉子，也可以为移动设备充电。

MMRTG的问题是它们相对笨重。例如，美国宇航局的毅力号火星车上使用的一对火星车，每个直径25英寸(64厘米)，长26英寸(66厘米)，重量为99磅(45公斤)。它们每个都含有10.6磅(4.8公斤)的二氧化钚塞子作为燃料，在放射性元素衰变时为固态热电偶提供热量。

因此，这些MMRTG是为非常大的航天器保留的，"毅力 "号就像一辆SUV一样大。这是因为所使用的系统只有这么大的质量比功率，这是衡量一台机器每单位能产生多少瓦特的功率的标准。一辆家用汽车的质量比功率为50至100瓦/公斤，而一架战斗机的质量比功率约为10,000瓦/公斤。

相比之下，一个MMRTG的比率约为30W/kg。

通过研究可能的RTG的尺寸、重量和功率(SWaP)的热力学，NASA项目希望将这一比率降低一个数量级，仅有3W/kg，而体积的减少也同样巨大。