Если все пойдет хорошо, то в следующем десятилетии американский посадочный аппарат будет нести небольшой ядерный реактор, чтобы добраться до лунной базы. Внутри этого реактора борный стержень будет вставляться в груду урана, чтобы открыть ядерную цепную реакцию. Разделите атомы урана и выделите тепло. Затем эти теплоты будут переданы генератору, который приведет свет к лунной базе.
НАСА провело полвека усилий по созданию ядерного реактора, который может быть использован в космосе, и только что завершил новый проект. Этот новый реактор называется Kilopower, и его следующая веха может быть в 2020-х годах. В какой-то момент в космосе Kilopower был разработан при содействии Министерства энергетики США. Он знаменует собой первый новый ядерный реактор, построенный в Соединенных Штатах за 40 лет, который может изменить освоение космоса, особенно постоянный человеческий форпост в Солнечной системе. Способ производства энергии.
В настоящее время космические миссии используют топливные элементы, ядерные батареи или солнечную энергию, но ночь Луны длится две недели, а интенсивность солнечного света на Марсе составляет лишь 40% от Земли. Джим Рейтер, заместитель помощника по административным вопросам, Отдел космических технологий НАСА Говорит: «Когда мы идем на Луну или, наконец, на Марс, нам, вероятно, понадобится много энергии, которая не может опираться на солнце, особенно если мы хотим жить там».
NASA говорит, что четыре реактора Kilopower мощностью 10 киловатт обеспечивают достаточную мощность для Марса или человека на Луне. Эксперты в области исследований Клаудио Бруно, профессор машиностроения в Университете Коннектикута, сказал, что 40 киловатт электроэнергии могут удовлетворить потребности от трех до восьми семей в Соединенных Штатах.
Он добавил: «40 киловатт примерно эквивалентно 60 лошадиным силам, и вы можете подумать, что этого недостаточно. На самом деле, если вы хотите сделать что-нибудь полезное, особенно если миссия Луны или Марса - это пилотируемая миссия, вам нужно Энергия будет больше, но каждый раз в прошлом есть люди, которые протестуют против смертельной опасности ядерной энергетики. Это первый раз за десятилетия, когда люди говорят об использовании ядерных реакторов для обеспечения энергии для генераторов, так что это первый положительный сигнал.
В космических исследованиях есть два основных способа использования ядерной энергии: производство электроэнергии или генерирование силовой установки. Килоэнергетика будет использоваться для выработки электроэнергии, как и электростанция на Земле, и будет генерировать больше электроэнергии, чем один космический корабль. Потребность, которая делает ее более подходящей для крупных форпостов планеты. Kilopower также будет использоваться для управления космическим кораблем, главным образом для ионного двигателя, который будет обеспечивать энергию, но NASA еще не решила использовать эту технологию.
Kilopower занимается исследованиями и разработками с 2012 года, но его эффект намного превосходит уровень вспомогательной ядерной энергетической системы NASA (SNAP) в 1960-х годах. Проект SNAP разработал две ядерные энергетические системы: одну - радиоизотопную термоэлектрическую генерацию. (RTG), который захватывает энергию от радиоактивного распада, чтобы обеспечить тепловую энергию и электричество. Десятки космических кораблей использовали системы RTG, в том числе любопытство на Марсе и новое видение изучения карликовых планет во внешней солнечной системе. Плутонный детектор.
Другая энергетическая система проекта SNAP - это реакционная система деления, которая генерирует энергию через атомное расщепление. Эта технология такая же, как и для атомных подводных лодок. В апреле 1965 года НАСА запустила атомную электростанцию SNAP-10A. Атомная электростанция работала в течение 43 дней и генерировала 500 ватт электроэнергии до сбоя. Она все еще находится на орбите Земли, и теперь она становится космическим мусором.
В 1960-х и 1970-х годах НАСА также проводило исследования по ракетно-ракетной технологии в ракетно-ядерном энергетическом проекте (NERVA). Эта технология использует ядерный реактор для нагрева газообразного водорода и выпуска газа через сопла. Обычное ракетное топливо производит аналогичную тягу, но этот проект закончился в 1973 году.
По данным Всемирной ядерной комиссии, Россия запустила более 30 реакторов деления в космос. После того, как президент США Ричард Никсон отменил исследования NASA в области ядерной энергетики в 1973 году, Россия также отказалась от своего собственного проекта. Бруно сказал: «Все Исследование было остановлено в 1973 году. К 2018 году большинство людей, которые принимали участие в этом проекте, либо ушли на пенсию, либо ушли. Хотя у нас все еще есть отчеты, отчет не будет говорить.
Исследование было разморожено в 2012 году. NASA и Министерство энергетики США провели предварительную проверку предшественника Kilopower (эксперимент DUFF) и дали 24 Вт электроэнергии. DUFF охладил реактор тепловой трубой и показал его впервые. Применение двигателя Стирлинга для преобразования тепла реактора в электрическую энергию. После испытания DUFF НАСА разрешило начало проекта Kilopower, который впервые в 2014 году получил финансирование для исследований.
Последние испытания, проведенные НАСА и Департаментом энергетики на Килопуре, начались в ноябре 2017 года и продолжались до марта этого года. Во время испытания реактор Kilopower был испытан на 28 часов полной мощности, затем выключен и охлажден. Марк Гибсон, главный инженер проекта Kilopower в Исследовательском центре NASA Glenn, сказал, что реактор работает при 800 градусах Цельсия и генерирует более 4 киловатт электроэнергии.
NASA и Министерство энергетики заявили, что реактор Kilopower более безопасен, чем предыдущие версии, из-за его различных методов работы. С активированными бором стержнями и танталовыми отражателями контролируется цепная реакция деления и может быть даже остановлена. По словам главы проекта Kilopower, Соединенные Штаты Патрик МакКлюр из Национальной лаборатории Лос-Алмоса Департамента энергетики сказал: «Если на стартовой площадке взрывается реактор или ракета, уран 235 в ядре не будет излучать людей в радиусе километра от окружающей среды. В плохом свете мы не думаем, что в случае запуска реактор потерпит неудачу.
По словам Дэвида Постона (David Poston), главного конструктора реактора в Национальной лаборатории Лос-Алмоса, подобный реактор может обеспечить энергию ионному двигателю, чтобы обеспечить космический аппарат с летной мощностью. Однако, согласно Бруно, количество сырья, необходимого для инициирования цепной реакции деления Весьма вероятно, что реактор будет большим и тяжелым, и он практически не будет применен. НАСА предложило совершенно новую концепцию атомного теплового двигателя урана, которая аналогична технологии, используемой в современных ракетах с химическим топливом. Однако 2017 год будет 8 Проект ядерной тепловой силовой установки, начатый в этом месяце, не достиг такого прогресса, как Kilopower.
Большинство атомных космических аппаратов используют систему RTG для выработки электроэнергии путем сбора тепла, образующегося при распаде. Однако энергоэффективность РИТЭГ чрезвычайно низка, кроме того, поставка сырья из оксида церия недостаточна. После того, как в течение 30 лет произошел разрыв в уровне, Министерство энергетики США Восстановление производства в 238 году началось в 2015 году, но в настоящее время инвентаризация в Соединенных Штатах достаточна для обеспечения энергии для марсохода NASA 2020 года, и он может поддерживать одну или две потенциальные миссии во внешней солнечной системе.
Kilopower можно использовать в качестве замены, но правительственные чиновники и эксперты считают, что это замечательно. Гибсон сказал: «С энергетической точки зрения мы начали с проекта RTG. Мы надеемся, что этот проект позволит нам достичь большего. Использование, скажем, глубокого освоения космоса, тогда вам понадобятся тысячи ватт электроэнергии. Другими словами, людям нужно больше энергии в десять и сотни раз больше, чем один реактор Килоуфера для работы на Луне или на Марсе. Однако Постон сказал, что стандартизованная конструкция реактора может быть легко масштабирована для удовлетворения этих потребностей.
Бруно добавил, что реактор Kilopower является важным шагом в создании пригодной для использования атомной электростанции в космосе. Весьма вероятно, что реактор будет протестирован в космосе. NASA пока не лицензировала такой проект, но на пресс-конференции в начале этого месяца Ранее агентство Рейтер заявляло, что в течение следующих 18 месяцев будет принято решение о проведении таких испытательных полетов. Одна из возможностей заключается в использовании лунного космического корабля для транспортировки небольшого реактора Килоувере, и этот небольшой реактор может находиться в НАСА. Была разработана последняя миссия разведки Луны.
Постон сказал: «Успешное наземное тестирование важно для будущего исследования космического пространства человека. Мы подтвердили, что эта технология теперь доступна для НАСА. Для меня самой интересной для меня является ее потенциальные приложения. В истинном смысле это первый шаг, который мы предприняли в области исследований технологий энергии деления, доступных в космосе.
