Наш ТЕЛЕГРАМ
Первый полноценный компактный ядерный реактор, готовый для работы на поверхности Марса или в пустоте космоса, будет "готов к полету" примерно через три года. Об этом сообщили участники проекта на совещании Рабочей группы НАСА по будущим космическим проектам.
В последние годы ученые и инженеры НАСА и других космических агентств мира активно обсуждают планы по постройке постоянных обитаемых баз на поверхности Луны и Марса. Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки специалисты НАСА считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы – почву, горные породы и газы из атмосферы – для постройки зданий базы прямо на месте.
Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, позволяют напечатать почти все необходимое для жизни колонистов на Марсе, за исключением одного, самой главного компонента базы — источника питания, чья мощность была бы достаточной для обеспечения работы самого 3D-принтера, а также питания и обогрева всей базы.
Последние семь лет специалисты из НАСА и ведущих ядерных центров США работают над созданием портативного ядерного реактора, который астронавты могли бы в прямом смысле носить с собой, или который можно было бы доставить на другую планету при помощи уже существующих ракет-носителей или строящейся тяжелой платформы SLS. Аналогичные исследования проводят специалисты "Росатома" и "Роскосмоса".
Год назад инженеры НАСА представили первый рабочий проект такого рода – космический "ядерный чемодан" Kilopower, способный вырабатывать около 10 киловатт энергии на поверхности Марса или в открытом космосе на протяжении нескольких десятков лет.
Он похож на нечто среднее между классическим атомным реактором, в котором ядерное топливо охлаждается водой, и паровым двигателем, который преобразует энергию тепла и давления в движение и электричество.
Его сердцем стал так называемый "двигатель Стирлинга" – паровая машина, изобретенная шотландским священником Робертом Стирлингом еще в начале 19 века. Она представляет собой набор из поршней и замкнутой системы труб и сосудов, через которые на них давит газ, подогреваемый произвольным источником тепла.
Инженеры НАСА и Национального исследовательского центра ядерного ведомства США в Неваде модифицировали эту машину таким образом, что она не только вырабатывала ток, но и управляла процессом распада урана-235, подавляя его при чрезмерно высокой скорости реакций и усиливая его при снижении мощности реактора.
Первый прототип этого устройства был успешно проверен в полевых условиях год назад, после чего инженеры приступили к созданию полноценной "летной" версии "ядерного чемодана". Первая рабочая версия этого реактора, как планировали ученые, должна была быть установлена на северном полюсе Луны в начале следующего десятилетия.
Появление планов по постройке орбитальной станции LOP-G, а затем и миссии Artemis заставили Маклюра и его коллег переработать свои планы и приступить к подготовке новой версии Kilopower, пригодной для работы в качестве "сердца" для будущей марсианской базы НАСА.
Ее постройка и функционирование, по текущим планам агентства, потребует источников питания, способных постоянно вырабатывать около 40 киловатт электроэнергии и тепла. Маклюр и его команда планируют решить эту задачу, не перерабатывая полностью "ядерный чемодан", а сделав его частью модульной системы энергоснабжения.
В общей сложности, инженеры предлагают отправить на Марс пять Kilopower, четыре из которых станут частью базы, а пятый будет выведен в резерв на случай выхода одной из установок из строя. Все они будут использоваться для обогрева базы, выработки электричества и производства воды, кислорода и других жизненно важных веществ и соединений.
Каждый реактор будет весить около полутора тонн и при этом будет обладать достаточно компактными размерами. Без "зонтика" системы охлаждения, его можно будет уместить в тележку для продуктов или типичный уличный контейнер для мусора. Это позволит отправить их к Марсу "одним рейсом", используя сверхтяжелую ракету SLS.
Помимо марсианских миссий, Kilopower, как считает Маклюр, можно устанавливать и на другие межпланетные аппараты, используя его в качестве источника энергии для плазменных и ионных двигателей. Это сгладит один из главных минусов подобных установок – неспешный характер их работы, обусловленный малым КПД, заключает физик.