Analisi termica ed energetica dell'MMRTG sul Rover Curiosity

Uno dei problemi principali affrontati nella progettazione delle missioni spaziali operative in ambienti con scarsa o assente illuminazione solare riguarda la generazione continua di energia elettrica, necessaria sia per alimentare la strumentazione di bordo, sia per mantenere il sistema entro un intervallo di temperatura accettabile. Per rispondere a questa esigenza, a partire dai primi anni 2000, la NASA, in collaborazione con il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, ha sviluppato un particolare generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG), capace di convertire in energia elettrica il calore prodotto dal decadimento radioattivo del Plutonio-238. Questo sistema, denominato MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator), è stato implementato per la prima volta a bordo del rover Curiosity. In questa tesi è stata condotta un’analisi termica ed energetica del modulo MMRTG installato su Curiosity, con particolare attenzione ai materiali termolettrici utilizzati nelle termocoppie (PbTe, TAGS-85 e PbSnTe). È stata valutata l’efficacia della loro selezione in relazione al coefficiente di Seebeck, alla stabilità termica e al rendimento di conversione. Inoltre, lo studio dei flussi termici ambientali ha evidenziato la necessità di un sistema di controllo termico attivo a bordo del rover, al fine di garantire il corretto funzionamento del sistema in condizioni estreme.