Що найважливіше для життя і роботи на Місяці? Енергія. Для майбутньої програми НАСА “Артеміда” постачання електроенергії на місячні бази є головним пріоритетом.
Саме тому агентство створило проєкт Fission Surface Power Project. Ідея полягає в тому, щоб розробити концепцію невеликого ядерного реактора для виробництва електроенергії на поверхні Місяця.
Проєкт щойно завершив свою початкову фазу (яка розпочалася у 2022 році), що складалася з трьох контрактів на суму 5 мільйонів доларів США з комерційними партнерами на розробку проєктів реакторів розщеплення. НАСА обрало компанії Lockheed Martin з Бетесди, штат Меріленд, Westinghouse з Кренберрі, штат Пенсильванія, і IX з Х’юстона, штат Техас, кожна з яких отримала 12-місячний контракт на першу фазу для подальшої розробки попередніх проєктів.
Кожному партнеру було доручено запропонувати конструкцію реактора і систем для перетворення енергії, відведення тепла, а також управління і розподілу енергії.
Звичайно, партнери повинні були надати кошторис витрат на свої системи і плани розвитку. Кінцевою метою було створення системи, яка могла б підтримувати місячні бази протягом десятиліття. Проєкти також слугували б основою для планування і будівництва подібних систем на Марсі.
Енергетичні системи визначають різницю між успіхом і невдачею в будь-якій місії. Для Місяця і Марса – це різниця між життям і смертю. Ядерна енергетика – найбільш вірогідний шлях для забезпечення довгострокових потреб в енергії.
“Демонстрація ядерного джерела енергії на Місяці необхідна для того, щоб показати, що це безпечний, чистий і надійний варіант”, – сказала Труді Кортес, директор програми демонстраційних технологічних місій Управління космічних технологічних місій НАСА в штаб-квартирі НАСА у Вашингтоні.
“Місячна ніч є складною з технічної точки зору, тому наявність такого джерела енергії, як цей ядерний реактор, що працює незалежно від Сонця, є сприятливим варіантом для довгострокових досліджень і наукових зусиль на Місяці”.
Чому реактори поділу?
Погляньмо правді в очі – життя і робота на Місяці пов’язані з багатьма викликами. Безпечна, чиста енергія допомагає подолати багато небезпек, з якими стикаються дослідники Місяця. Сонячна енергія забезпечує надійне джерело енергії для підтримки роботи.
Але щонайменше половину часу протягом місячної ночі сонячні електромережі перебуватимуть у темряві. Це не означає, що сонячна енергія не буде використовуватися. Але важливо мати ще одне джерело енергії. Ось тут і стануть в нагоді реактори поділу.
NASA та інші агентства можуть розмістити ядерні реактори в місцях, які проводять свій час в частковій або повній тіні. У багатьох випадках в тих же регіонах існують природні резервуари льоду.
Перевага ядерних реакторів полягає в тому, що вони можуть працювати повний робочий день, незалежно від того, є сонячне світло чи ні. Це великий плюс для забезпечення потреб в електроенергії протягом 14-денної місячної ночі.
Зауважте, що NASA не каже, що на Місяці будуть використовуватися ЛИШЕ генератори ядерного розщеплення. Поєднання сонячних і ядерних установок, ймовірно, забезпечить потреби в електроенергії населених пунктів і наукових лабораторій.
Характеристики реактора для Місяця і не тільки
У своєму запиті на подальшу роботу над проектами НАСА хотіло бачити плани реакторів, які могли б пропрацювати щонайменше десять років без втручання людини. Це зменшує будь-які загрози від випадкового радіаційного опромінення і дозволяє дослідникам Місяця зосередитися на своїх першочергових наукових і дослідницьких завданнях.
Специфікація проекту реактора передбачає, що він буде важити менше шести метричних тонн і вироблятиме 40 кіловат енергії. Цього достатньо, щоб продемонструвати можливості системи і забезпечити енергією житло, електромережі та наукові експерименти. Якщо розмістити такий же реактор на Землі в типовому районі, його потужності вистачило б для забезпечення електроенергією 33 будинків.
Агентство розробило вимоги, щоб вони були відкритими та гнучкими, щоб кожна компанія могла вільно досліджувати нові напрямки, коли мова йде про проекти, які вони подають.
“Існувало велике розмаїття підходів; всі вони були дуже унікальними один від одного”, – сказала Ліндсі Калдон, керівник проекту Fission Surface Power в Дослідницькому центрі NASA ім. Гленна в Клівленді.
“Ми навмисно не ставили перед ними багато вимог, тому що хотіли, щоб вони мислили нестандартно”.
Тепер, отримавши зворотній зв’язок від комерційних партнерів, NASA розпочинає роботу над фазою 2 тендеру на 2025 рік. Після цього агентство очікує поставку системи для використання на Місяці на початку 2030-х років. У віддаленому майбутньому, після того, як системи пройдуть “хрещення вогнем” на Місяці, NASA, ймовірно, перепроектує реактор ядерного розщеплення спеціально для використання на Марсі.
