NASA cùng với Đại học Leicester đã hợp tác phát triển loại nhiên liệu hạt nhân mới sử dụng đồng vị Americium-241 với chu kỳ bán rã lên đến 432 năm, mở ra kỷ nguyên mới cho các sứ mệnh không gian dài hạn. Loại nhiên liệu này có thể liên tục phát ra nhiệt trong nhiều thế kỷ, cung cấp nguồn năng lượng bền vững và ổn định hơn cả plutonium-238, đồng thời giảm chi phí và khó khăn trong sản xuất số lượng lớn.
Để khai thác hiệu quả nguồn nhiệt này, NASA thiết kế động cơ Stirling sử dụng piston nổi, thay vì trục khuỷu hay ổ bi quay truyền thống, giúp động cơ hoạt động liên tục với mức độ mài mòn rất thấp. Điều này đảm bảo các thiết bị nghiên cứu và tàu vũ trụ có thể hoạt động liên tục trong thời gian rất dài, không bị gián đoạn dù có sự cố ở một bộ phận chuyển đổi điện.
Ứng dụng của hệ thống nhiên liệu hạt nhân mới này rất đa dạng, có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị trên bề mặt các hành tinh hay mặt trăng gần như không có ánh sáng Mặt trời ổn định như mặt tối của Mặt trăng hoặc các mặt trăng đóng băng của sao Mộc và sao Thổ. Điều này sẽ giúp NASA mở rộng các sứ mệnh về vùng ngoài hệ Mặt trời, chinh phục những vùng không gian sâu thẳm mà năng lượng mặt trời truyền thống không thể đáp ứng.
Hiện tại, các nguyên mẫu hệ thống nhiên liệu Americium-241 và động cơ Stirling đã vượt qua các bài kiểm tra hiệu suất ban đầu. NASA đang tiến hành thử nghiệm chi tiết hơn để đảm bảo khả năng chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt trong không gian như rung động, thay đổi nhiệt độ đột ngột và môi trường chân không. Nếu thành công, đây sẽ là một cuộc cách mạng về nguồn năng lượng cho du hành vũ trụ, kéo dài tuổi thọ các tàu thám hiểm hàng trăm năm, mở ra kỷ nguyên mới trong khám phá vũ trụ sâu rộng.
Cuộc phát triển nhiên liệu Americium-241 cho thấy bước tiến vượt bậc không chỉ về khoa học kỹ thuật mà còn có ý nghĩa chiến lược trong việc đảm bảo nguồn năng lượng bền vững cho các hoạt động thám hiểm không gian trong tương lai xa, khi không còn phụ thuộc vào năng lượng mặt trời hay vật liệu hạt nhân truyền thống đắt đỏ và khan hiếm.
