最近 40 年，主流核電池技術，是放射性同位素熱電電池（radioisotope thermoelectric generator，RTG），這種電池透過塞貝克效應（Seebeck effect），將放射性元素衰變產生的熱量轉換為電能。目前，RTG 已經被廣泛應用於深空探索場景中，並且已經成為評價其他核電池效能的標尺……

【科普文分享】航行者一號持續錄得單調聲音數據　助了解星際空間奧秘／還在學習 - Edward Ho

／／最新刊於《自然天文》的研究，分析了航行者一號（Voyager I）錄得的數據，發現自 2017 年起不斷錄到相信來自星際空間、平穩持續的等離子波訊號。有份參與研究的康奈爾大學天文學家 Stella Koch Ocker 形容：「這是非常微弱和單調的聲音，因為它只存於很窄頻率帶寬內。」

航行者一號早於 1977 年啟航離開地球，並在 2012 年開始飛過日球層頂（Heliopause）、離開太陽系。

是次研究發現 2017 年起，機上錄得來自星際空間、平穩持續的等離子波訊號；星際空間並非完全「一無所有」，但恒星的光會令科學家難以從地球測量上空間內的一切，很多時就只可依靠光線變化測量。航行者一號提供了一個絕佳機會，讓科學家直接量度到星際空間的物質。

然而，太陽的光依然猛烈，稍為強烈的活動都可以干擾到星際空間「背景訊號」。康奈爾大學天文學家 James Cordes 指，「星際空間就如安靜的微雨般，在太陽活動變異時，就如在暴雨中量度閃電後，再變回微雨的靜寂。」

研究人員指，星空如同微雨的狀況，反映著星際空間可能比原先預計多「活動」。不過他們仍未確認到是什麼構成這類活動，有機會是由熱能激發的等離子體振盪，也可能是等離子體中電子的運動而產生的準熱雜訊，且從而產生了局部電場。

今次發現代表天文學家有機會了解到星際空間與太陽風的互動作用，也可以了解為甚麼電子密度只在一邊日球層頂增加，同時有可以了解到星際空間的密度，以及其湍流活動。

科學家估計，航行者一號機上的放射性同位素熱能電子發電器（radioisotope thermoelectric generator）性能將每年下解，機體有機會在 2025 年不再繼續運作。／／

【核能相挺NASA火星任務】
#太空時代沒有非核家園 #核能的各種想像
上周起，火星任務三部曲分別由阿聯、中國以及美國等國陸續執行，將發射搭載探測器的火箭至火星。而NASA火星任務中關鍵的探測器，其動力來源由核能提供(放射同位素衰變)。未來若我們想走向太空，核能科技的應用都不會缺席。

▼發射直播這邊看
https://www.youtube.com/watch?v=JIB3JbIIbPU

▋火星計畫背景
今年七月底，阿拉伯聯合大公國、中國與NASA接力開啟火星任務，分別發射火星探測器「希望號」、「天問一號」和「毅力號（Perseverance）」，預計在半年後進入火星軌道或登陸地表。阿聯和中國的火箭已順利升空，壓軸的NASA將在今天發射火箭Atlas五號，預計在明年2月降落Jezero隕石坑，該處保存了火星最完整的古代湖泊與三角洲地貌，毅力號的任務是探勘火星上的微生物，河床或湖底的環境較易找到過去生命現象的沉積物，因此NASA選擇這塊35億年前的湖床做降落點。這次任務對火星古生物的探索，也是替未來人類移居的可能性鋪路。

▋毅力號的核動力系統
毅力號是NASA開發的第四代火星傳動車，身上攜帶七種精密科學工具，包括首次可以採集地表土壤岩石的機械手臂，與一架可在火星稀薄大氣中盤旋的直升機，這些設備的運作與毅力號本身移動、通訊的動力來源，都來自美國能源部設計的核動力系統。

說說能源在不久前也報導過核能在美國太空時代的應用（參見：https://reurl.cc/4RZV4R），毅力號是由美國能源部研發的一組稱為「多任務放射性同位素熱電產生器（Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator ）」的動力系統所驅動，#透過鈽238的自然衰變產生的熱能來供電，當系統啟動時約可產生110瓦的功率，同時還能發熱，可在極低溫的火星夜晚與冬季中維持機身溫度，使儀器不會因結凍而故障。

▋核動力在太空中的優勢
由於鈽238的衰變反應可持續很久，即使毅力號的任務設定只有2年，卻能提供機身14年的動力；相對來說，「天問一號」依賴太陽能電板供電，中國只給它設計90天的任務期，且若遇上遮蔽陽光的天氣，車子就會失去動力來源，例如兩年前，NASA靠太陽能驅動的第二代傳動車「發現號（Opportunity）」就因遇上規模巨大且歷時甚長的火星沙塵暴，擋住了日光，使車子沒電而進入休眠狀態至今。NASA自第三代傳動車「好奇號（Curiosity）」開始就不再以太陽能電板供電，改為核動力系統。

▋美國國家隊打造
毅力號的放射性同位素動力系統可說是美國國家隊通力合作的產物，根據美國能源部核能辦公室助卿Dr. Rita Baranwal提及，橡樹嶺國家實驗室提供了二氧化鈽熱燃料和燃料護套（fuel cladding），這種形式的鈽較為安全；Los Alamos國家實驗室負責將上述兩者封裝；愛達荷州國家實驗室則組裝各部件並進行測試。

美國能源部至今已建造近50個放射性同位素動力系統，兩度替NASA的太空任務提供動力來源（2011年的好奇號與今年的毅力號），目前每年約可生產400公克的鈽238，能源部希望在2026年使年產量達1.5Kg，替NASA該年的「蜻蜓任務」的飛行探測器「蜻蜓號」備好燃料，它準備靠著熱核反應在土星第六號衛星（Titan）迷霧般的大氣中盤旋。

▋參考資料：
https://reurl.cc/oLWaxq
https://reurl.cc/ex1K6M
NASA關於毅力號動力系統的資訊：
https://reurl.cc/vDVRme

改圖自NASA/JPL-Caltech提供的照片