За останні кілька років інтерес космічних агенств начебто NASA до створення людських колоній на інших планетах (і на Місяці) сильно виріс. Не останню роль в цьому зіграв у тому числі Ілон Маск, який ніяк не залишає спроб відправити кого-небудь на Марс. Але якщо відкинути питання транспортування астронавтів, основною проблемою є забезпечення автономності колоній і здешевлення будівництва. Не кажучи про космічну радіацію, ймовірних проблем зі здоров’ям при тривалих космічних польотах, суворім середовищем, дефіциту води і кисню. І якщо з цими проблемами поки не вдалося розібратися, забезпечити колонії енергією NASA може вже зараз.
Найменший ядерний реактор
У Лос-Аламоській національній лабораторії в США, яка працює у тісній співпраці з NASA, є одне таке джерело енергії, яке може використовуватися для позаземних колоній. Це невеликий ядерний реактор під назвою Kilopower. Він має всього кілька рухомих частин і в своїй основі використовує технологію теплопроводу, яка була придумана в Лос-Аламосі ще в 1963 році і використовувалася в одному з різновидів двигуна Стірлінга.
Двигун Стірлінга складається з двох камер. Нагріта джерелом тепла рідина розширюється, пересуваючи перший поршень, пов’язаний з другим за допомогою колеса або важеля. Поки існує джерело тепла, двигун продовжує працювати.
Компактний ядерний реактор NASA працює трохи інакше, але в його основі також лежать тепло і рідина. Інженери модифікували установку так, щоб вона не тільки виробляла струм, але і керувала процесом розпаду урану-235 для виділення додаткової енергії і тепла. Рідина рухається всередині замкнутого теплопроводу навколо реактора. Під впливом тепла ядерного реактора рідина перетворюється в пар, на основі якого і працює двигун Стірлінга. Від пари поршень починає рухатися. Поршень приєднаний до генератора, який виробляє електрику.
У NASA вважають, що кілька подібних пристроїв, що працюють в тандемі, можуть являти собою досить надійне джерело електрики, яке можна використовувати для різноманітних цілей в рамках різних космічних місій і завдань, включаючи підкорення планетарних тіл начебто супутників Юпітера і Сатурна.
Такий реактор може виробляти від 1 кВт*год (вистачить, щоб розігріти воду в електричному чайнику) до 10 кВт*год.
Для ефективної роботи колоній на Марсі і створення палива потрібно приблизно 40 кВт*год. Цілком ймовірно, що NASA відправить на планету відразу кілька (4-5) подібних реакторів.
Вчені розробляють Kilopower протягом 8 років, і поки у них є робочий прототип, до релізу він буде готовий тільки до 2022 році. Вони хочуть, щоб цей ядерний реактор в буквальному сенсі можна було носити з собою, доставити на іншу планету з допомогою вже існуючих ракет-носіїв, а також за допомогою нової надважкої платформи SLS.
SLS (Space Launch System) — надважка ракета-носій, яку аерокосмічне агентство NASA планує використовувати для доставки людей на Місяць і Марс. Поки що вона на стадії розробки.
Навіщо NASA ядерний реактор?
Навіщо це потрібно? Наприклад, візьмемо подорож на Марс. Не можна просто відправити туди людей для заселення на космічному кораблі, а слідом за ними направити ще один корабель з паливом, щоб вони вирушили додому. Це вкрай безглузда ідея, оскільки кожен такий політ коштує мільярди доларів. Тим більше для цього потрібно побудувати спеціальний космічний «танкер», заповнений паливом і БЕЗПЕЧНО відправити його в космос. Враховуючи, що чимало ракет вибухають незабаром після зльоту, уявляєте, який феєрверк влаштує ракета, яка вся заповнена паливом?
Тому космічним людським колоніям потрібне джерело енергії, за допомогою якого вони зможуть виробляти і кисень, і паливо для своїх космічних апаратів. У ролі такого джерела як раз повинен виступити ядерний реактор Kilopower.
Чому не можна відправити туди ядерний реактор побільше? З-за повної відсутності повітря на Місяці, Марсі або інших планетах істотно ускладниться завдання з охолодження ядерного реактора. У Kilopower ядерне паливо охолоджується водою, а паровий двигун перетворює енергію тепла і тиску в рух і електрика.
І ні, це не той самий ядерний реактор «Залізної людини». У тому випадку в основі лежить зовсім інша технологія — термоядерний синтез. Більш легкі атоми стикаються разом і перетворюються в більш важкі, виділяючи величезну кількість енергії по дорозі. Поки що створення такого реактора — лише утопія, хоча Китай і Великобританія давно марять подібними технологіями.
Натхнення: hi-news.ru