by Національне управління з аеронавтики та дослідженню космічного простору США (NASA) до 2026 року планує підготувати до запуску місію зі зведення на поверхні Місяця атомної електростанції.
NASA і Міністерство енергетики США шукатимуть пропозиції від промисловості з будівництва атомної електростанції на Місяці й Марсі. Пропозиція стосується системи живлення на поверхні ядерного реактора, і мета полягає в тому, щоб до 2026 року були готові до запуску льотна система, посадковий модуль і реактор.
За словами Ентоні Каломіно, керівника портфеля ядерних технологій NASA в Управлінні космічних місій, план полягає в тому, щоб до кінця 2020-х років розробити систему живлення поділу на поверхні поділу потужністю 10 кіловатів для демонстрації на Місяці. Установка буде повністю виготовлена і змонтована на Землі, а потім перевірена на предмет безпеки.
Потім він буде інтегрований з місячним посадковим модулем, а ракета-носій доставить його на орбіту навколо Місяця. Посадковий модуль опустить його на поверхню, і як тільки він прибуде, він буде готовий до роботи без додаткової збірки або будівництва. Очікується, що демонстрація триватиме один рік і в кінцевому підсумку може призвести до розширених місій на Місяць і Марс.
За словами Стіва Джонсона, директора відділу космічної ядерної енергії та ізотопних технологій Національної лабораторії штату Айдахо, цей задум цілком реалістичний.
“Ми дійсно прагнемо запропонувати комерційні інновації в ядерній галузі, щоб працювати з NASA та аерокосмічної промисловості, використовуючи наявні технології”, – сказав він.
Каломіно каже, що технології, які мають вирішальне значення для успіху цього проєкту, – це ядерний реактор, перетворення енергії, відведення тепла і технології космічних польотів.
Як працюватиме атомна станція
Низькозбагачена форма ядерного палива буде приводити в дію ядерну зону. Невеликий ядерний реактор буде виробляти тепло, яке передається в систему перетворення енергії. Система перетворення енергії буде складатися з двигунів, які призначені для роботи на теплі реактора, а не на пальному. Ці двигуни використовують тепло, перетворять його в електричну енергію, яка обробляється і передається для користувача устаткування на місячній і марсіанській поверхні. Технологія відведення тепла також важлива для підтримки правильної робочої температури обладнання”, – говорить Каломіно.
На додаток до досліджень і розробок, які проводилися протягом останніх кількох десятиліть, наявна фізична інфраструктура, призначена для створення ядерного реактора, перетворення енергії, відведення тепла і технологій космічних польотів, уможливить здійснити це до 2026 року.
“Ми можемо використовувати наявні приміщення і технічних фахівців наших національних лабораторій, щоб підтримати цю важливу ініціативу, щоб укластися в терміни. У INL ми підтримуємо майбутні зусилля галузі / партнерства в найближчі місяці по розробці цього демонстраційного реактора, що об’єднує аерокосмічні, атомні та енергетичні компанії для цього грандіозного проєкту”, – говорить Джонсон.
Агентство уклало партнерські відносини з Міністерством енергетики США, і вони спільно визначать місію і системні вимоги. INL буде управляти контрактами на розробку місячної системи живлення на поверхні поділу, включаючи її реактор і щит, систему перетворення енергії, систему відводу тепла, а також систему управління і розподілу енергії.
Система живлення буде спроєктована для роботи на 10 кіловатів електроенергії протягом приблизно 10 років. При цьому 10 кіловатів приблизно еквівалентні кількості енергії, необхідній для живлення п’яти-восьми великих домашніх господарств.
За словами Каломіно, проєкт настільки складний, адже вимагає інтеграції різних наборів навичок організаційної інженерії.
Чи безпечний ядерний реактор на Місяці?
Ідея ядерного реактора на Місяці може здатися широкому загалу незвичайною або навіть небезпечною. Ендрю Кребтрі, засновник агентства з працевлаштування Get Into Nuclear, вважає, що, хоча в цих зусиллях необхідно враховувати безліч факторів, не стоїть питання про те, чи безпечно використовувати ядерну енергію в космічному просторі.
“Ядерна енергія вже багато разів використовувалася в космосі. Атомна енергія працює на Місяці з моменту польоту Аполлона-12 в листопаді 1969, успішно витримуючи величезні перепади температури. Аполлон-12 став першим застосуванням ядерної енергосистеми на Місяці”, – говорить Кребтрі.
На думку Шела Горовіца, консультанта з питань рентабельності та маркетингу зеленого бізнесу, розміщення атомної електростанції на Місяці буде марним заняттям і абсолютно непотрібним.
“З урахуванням того, що стрімко падає вартість дійсно чистої енергії від сонця, вітру і малих гідроелектростанцій, а також наростальної ефективності, якої ми досягли шляхом збереження навколишнього середовища, немає причин проходити цей тривалий, дорогий і небезпечний процес” – сказав він.
Каломіно на це заперечив, що проєкт цілком може вимагати використання тих же поновлюваних джерел енергії, які цитує Горовіц. Вони також можуть знадобитися для інших місій, але при роботі в космосі існують унікальні проблеми, які можуть зробити використання поновлюваних джерел енергії непрактичним, якщо не неможливим.
“Ці місії можуть вимагати використання різних сонячних, акумуляторних, радіоізотопних і ядерних енергетичних систем, щоб задовольнити широкий спектр вимог. Електроенергія на поверхні поділу необхідна там, де сонячна енергія, енергія вітру і гідроенергії недоступні. На Марсі, наприклад, потужність сонця сильно змінюється в залежності від сезону, а періодичні пилові бурі можуть тривати місяцями. На Місяці холодна місячна ніч триває 14 днів, в той час, як сонячне світло сильно варіюється поблизу полюсів і відсутній в постійно затінених кратерах. У цих складних умовах виробництво електроенергії користуючись з сонячного світла ускладнене, а подача палива обмежена. Поверхнева енергія ділення є легким, надійним та ефективним рішенням”, – сказав він.
Стів Мелінк, засновник і генеральний директор Melink Corp., сказав, що необхідно враховувати й інші фактори.
“Ядерна енергетика настільки складна, що передбачення кожної проблеми потребують запчастин, технічних фахівців і витратних матеріалів, які для майбутніх поколінь здавалися б неможливими”, – сказав він.
Мелінка рекомендував NASA використовувати сонячні фотоелектричні елементи, які, за його словами, вже використовуються в космосі для вироблення енергії. Він вважає це практичним рішенням.
Всупереч цим побоюванням, Каломіно сказав, що безпека завжди була пріоритетом NASA. Проєкт ще повинен пройти процес затвердження Закону про національну екологічну політику, який включає оцінку його впливу на навколишнє середовище. Енергосистема буде спроєктована таким чином, щоб ядерне паливо навіть не було долучено, поки воно не виявиться на поверхні Місяця.
Він також зазначив, що в кінці цієї 10-річної місії є план безпечного виведення об’єкта з експлуатації.
Доктор Хосе Морі, головний спеціаліст з медичних інновацій в Liberty BioSecurity, сказав, що навіть якщо на об’єкті на Місяці відбудеться інцидент, це не становить великого ризику для Землі. А все тому, що планета захищена атмосферою, яка блокує радіацію, що генерується в космосі.
