Источники энергии для будущих колоний на Луне и Марсе

НАСА и национальное управление по ядерной безопасности министерства энергетики США (NNSA) разрабатывают небольшую, легкую энергетическую систему, которая может безопасно и стабильно генерировать достаточное количество энергии при выполнении длительных полетов с экипажем на Луну или за ее пределы.

Ученые и инженеры национальной лаборатории NNSA в Лос-Аламосе в Нью-Мексико усердно работают над созданием межпланетного источника энергии, который может превзойти классические радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ), что преобразуют тепло от расщепления плутония-238 в электричество. RTG, который питает марсоход Curiosity, вырабатывает только 110 ватт электроэнергии и будет снижаться на несколько процентов в год.

Например, одна из проблем, связанных с колонизацией Марса, заключается в том, что экипажам потребуется гораздо больше энергии, чем для того, чтобы очищать воду, генерировать кислород, приводить в действие места обитания и производить жидкое топливо, чтобы покинуть планету. Ученые прогнозируют, что для этих потребностей потребуется около 40 кВт (40000 Вт).

Kilopower - энергетический проект - долго тестировали на предмет прототипной системы питания. В этом эксперименте использовалась сплошная литая активная зона реактора из урана-235 и пассивные натриевые тепловые трубки для передачи тепла двигателям Стирлинга. Этот тест был известен как реактор Kilopower с использованием технологии Стирлинга, или KRUSTY, и может генерировать по крайней мере один киловатт энергии - отсюда и название Kilopower - но уменьшенная версия может генерировать 10 кВт энергии и работать в течение 15 лет.

Prototype NASA 1kW Kilopower nuclear reactor for use in space and planet surfaces. NASA Glenn

Этот прототип KRUSTY прошел интенсивные испытания, которые включали в себя различные фазы. Его тестировали без питания, чтобы убедиться, что каждая система работала должным образом, увеличивали мощность для нагрева ядра и провели 28-часовое испытание для проверки мощности, чтобы убедиться, что он может безопасно и эффективно пройти пуск реактора, работать на полной мощности и выключаться.

Испытания оказались чрезвычайно успешными и, к счастью, не привели к ядерной катастрофе. Следующий шаг, намеченный командой Kilopower - начало космических испытаний в ближайшие несколько лет. Будет ли реактор работать так же хорошо при нулевой или при микрогравитации, оставаясь стабильным и безопасным? Конечная цель состоит в том, чтобы разместить 4 увеличенных реактора Kilopower либо на Луне, либо на Марсе, которые могут безопасно генерировать энергию, необходимую для обеспечения длительного пребывания миссии с экипажем. Каждый реактор имеет высоту всего 3,4 м., но они довольно тяжелые: реактор мощностью 10 кВт весит 2000 кг. Это вызывает обеспокоенность в отношении транспортировки реакторов, но только некоторых из них.

Источник: ПЯТЫЙ ЭЛЕМЕНТ