К концу десятилетия NASA может сделать шаг, который еще недавно звучал бы как научная фантастика: разместить на Луне ядерный реактор мощностью 500 киловатт электрической энергии (kWe). Речь идет не о символическом эксперименте, а о полноценной энергетической установке, способной круглосуточно снабжать лунную инфраструктуру — от жилых модулей до добывающих комплексов.
Этот проект развивается в рамках инициативы Fission Surface Power и рассматривается как стратегический элемент долгосрочного присутствия США в космосе. Фактически, речь идет о борьбе за энергетическое лидерство за пределами Земли.
Больше, чем просто очередной источник энергии
До сих пор космические миссии полагались в основном на радиоизотопные генераторы — компактные устройства, использующие тепло от распада плутония. Именно такие системы десятилетиями питали «Вояджеры» и марсоходы. Однако их мощность измеряется сотнями ватт, максимум — единицами киловатт. Этого достаточно для приборов, но катастрофически мало для полноценной базы.
Реактор мощностью 100–500 kWe — это уже совсем другой масштаб. По оценкам NASA, такая установка сможет непрерывно обеспечивать энергией:
- лунные жилые модули,
- системы жизнеобеспечения,
- промышленное оборудование,
- массивы связи,
- установки по добыче и переработке ресурсов.
Иначе говоря, это фундамент для постоянной лунной инфраструктуры. Без мощной и стабильной энергетики ни о какой «лунной экономике» говорить не приходится.
Как отметил технический директор инициативы космических реакторов Себастьян Корбисьеро, «это может звучать как фантастика, но это вполне реалистично». По его словам, делящиеся реакторы обеспечивают скачок в доступной мощности, радикально расширяя возможности человека в космосе.
Три сценария: от осторожного к амбициозному
Стратегия изложена в докладе «Weighing the Future: Strategic Options for US Space Nuclear Leadership», подготовленном при поддержке Национальной лаборатории Айдахо (INL). В документе предлагаются три варианта развития.
«Go Big or Go Home»
Самый смелый сценарий предполагает создание программы реакторов мощностью 100–500 kWe под руководством NASA или Министерства обороны при поддержке Министерства энергетики. По сути, это ставка на быстрое масштабирование и лидерство.
Реактор планируется спроектировать так, чтобы он мог работать в космосе до 10 лет без технического обслуживания — требование, которое само по себе звучит как инженерный вызов.
«Chessmaster’s Gambit»
Более гибкий подход — разработка двух систем мощностью менее 100 kWe в рамках государственно-частного партнерства. Одна установка предназначалась бы для лунной орбиты или поверхности, другая — для работы в открытом космосе под эгидой Министерства обороны.
Осторожный вариант
Третий сценарий — создание маломощной радиоизотопной системы (менее 1 kWe), чтобы сначала отработать регуляторную базу и технологические решения. Это путь постепенного наращивания возможностей.
Однако авторы доклада подчеркивают: если США хотят сохранить лидерство в области космической ядерной энергетики, без перехода к установкам класса 100–500 kWe не обойтись.
Как работает космический реактор
Казалось бы, атомный реактор — он и в Африке реактор. Но космос меняет правила игры.
Главные отличия — масса, температурные режимы и долговечность компонентов. Любая система должна быть достаточно легкой, чтобы выдержать запуск на ракете. Каждый килограмм критичен. Это означает, что привычные решения, применяемые на Земле, не всегда подходят.
Например, вода — стандартный теплоноситель для наземных реакторов — требует массивных и прочных корпусов высокого давления. В космосе такая конструкция окажется слишком тяжелой. Поэтому NASA рассматривает альтернативные высокотемпературные системы охлаждения, позволяющие уменьшить массу и повысить плотность мощности.
Кроме того, реактору предстоит выдерживать:
- экстремальные перепады температур,
- воздействие космической радиации,
- удары микрометеоритов,
- и при этом работать без регулярного обслуживания.
Техническим центром испытаний станет Национальная лаборатория Айдахо. Ее инфраструктура, включая реакторную испытательную установку Transient Reactor Test Facility, позволит тестировать топливо и проверять надежность систем в условиях, приближенных к реальным.
Почему это важно
Лунная ночь длится около 14 земных суток. Солнечные панели в это время бесполезны. Аккумуляторы такого масштаба — сложное и дорогое решение. Ядерная энергетика обеспечивает стабильность и независимость от освещения.
Если проект будет реализован к 2030 финансовому году, это станет первым действующим ядерным реактором на другом небесном теле. И, возможно, первым шагом к энергетике для марсианских миссий.
По словам Корбисьеро, человечество может стоять на пороге крупного прорыва в области ядерной энергии для космоса. «Это тот проект, о котором рассказывают внукам», — подчеркнул он.
Вопрос лишь в том, решатся ли США сделать эту ставку сейчас — или уступят инициативу другим космическим державам.
