Что самое важное нужно для жизни и работы на Луне? Власть. Для предстоящей программы НАСА «Артемида» обеспечение электроэнергией лунных баз является главным приоритетом. Вот почему агентство создало проект «Поверхностная энергетика деления». Идея состоит в том, чтобы разработать концепцию небольшого ядерного реактора деления для выработки электроэнергии на поверхности Луны.
Проект только что завершил свою начальную фазу (которая началась в 2022 году), которая состояла из трех контрактов на 5 миллионов долларов с коммерческими партнерами на разработку конструкций реакторов деления. НАСА выбрало компании Lockheed Martin в Бетесде, штат Мэриленд, Westinghouse в Крэнберри, штат Пенсильвания, и IX в Хьюстоне, штат Техас, каждая для получения 12-месячного гранта на этап 1 для дальнейшей разработки предварительных проектов. Каждому партнеру было поручено предложить проект реактора и систем преобразования энергии, отвода тепла, а также управления и распределения энергии. Разумеется, партнерам необходимо было предоставить ориентировочную стоимость своих систем и планы развития. Конечная цель состояла в том, чтобы создать систему, которая могла бы поддерживать лунные базы в течение десятилетия. Эти проекты также послужат основой для планирования и создания аналогичных систем на Марсе.
Системы питания определяют разницу между успехом и неудачей в любой миссии. Для Луны и Марса это разница между жизнью и смертью. Атомная энергетика является наиболее вероятным путем удовлетворения долгосрочных потребностей в электроэнергии. «Демонстрация ядерного источника энергии на Луне необходима, чтобы показать, что это безопасный, чистый и надежный вариант», — сказала Труди Кортес, директор программы «Демонстрационные миссии технологий» в Дирекции космических технологий НАСА в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Лунная ночь сложна с технической точки зрения, поэтому наличие такого источника энергии, как этот ядерный реактор, который работает независимо от Солнца, является благоприятным вариантом для долгосрочных исследований и научных усилий на Луне».
Почему реакторы деления?
Давайте посмотрим правде в глаза: жизнь и работа на Луне сопряжены с множеством проблем. Безопасная и чистая энергия помогает преодолеть многие опасности, с которыми столкнутся исследователи Луны. Солнечная энергия обеспечивает надежный источник энергии для поддержания работы. Но, по крайней мере, половину времени в лунную ночь солнечные электросети будут находиться в темноте. Это не значит, что солнечная энергия не будет использоваться. Но важно иметь еще один источник питания. Вот тут-то и пригодятся реакторы деления.
НАСА и другие агентства могли бы разместить ядерные реакторы в местах, которые проводят время в частичной или полной тени. Во многих случаях, на месте в этих же регионах существуют резервуары льда. Преимущество ядерных реакторов в том, что они могут работать круглосуточно, независимо от того, есть солнечный свет или нет. Это большой плюс для потребностей в электроэнергии в течение 14-дневной лунной ночи.
Обратите внимание: НАСА не говорит, что на Луне будут использоваться ТОЛЬКО генераторы ядерного деления. Комбинация солнечных и ядерных установок, вероятно, обеспечит потребности в электроэнергии жилых домов и научных лабораторий.
Характеристики реактора для Луны и за ее пределами
В своем запросе на дальнейшую работу над проектами НАСА хотело увидеть планы реакторов, которые прослужат по крайней мере десять лет без вмешательства человека. Это снижает любые угрозы случайного радиационного воздействия и позволяет исследователям Луны сосредоточиться на своих основных научных и исследовательских задачах.
В спецификациях конструкции реактора указано, что он весит менее шести тонн и производит 40 киловатт энергии. Этого достаточно, чтобы продемонстрировать возможности системы и обеспечить электроэнергией среду обитания, сети и научные эксперименты. Если разместить тот же реактор на Земле в типичном районе, его будет достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией 33 дома.
Агентство разработало требования, которые были открытыми и гибкими, чтобы каждая компания могла свободно исследовать новые направления при представлении проектов. «Было здоровое разнообразие подходов; все они были очень уникальными друг от друга», — сказала Линдсей Калдон, руководитель проекта по поверхностной энергетике в Исследовательском центре Гленна НАСА в Кливленде. «Мы специально не предъявляли им много требований, потому что хотели, чтобы они мыслили нестандартно».
Теперь, получив отзывы от коммерческих партнеров, НАСА начинает работу над заявкой на второй этап на 2025 год. После этого агентство ожидает поставки системы для использования на Луне в начале 2030-х годов. В отдаленном будущем, после того как системы пройдут свое «боевое крещение» на Луне, НАСА, скорее всего, перепроектирует ядерный реактор деления специально для использования на Марсе.
Для дополнительной информации
Проект НАСА по поверхностной энергетике активизирует исследование Луны
Проект НАСА по поверхностной энергетике деления
