Космическое агентство НАСА заявило о начале испытаний урановых атомных установок нового типа, которые специалисты организации предлагают использовать на Марсе или других планетах Солнечной системы. Портативный атомный реактор был разработан в рамках проекта Kilopower.
Собственно, это и есть название реактора, который способен производить до 10 кВт электрической мощности в течение десяти лет. В качестве топлива в таком реакторе используется металлический уран-235. Теплоноситель — жидкий натрий. Получаемое реактором тепло будет посредством двигателя Стирлинга приводить в движение специальный поршень. А уже этот поршень, в свою очередь, соединяется с генератором для получения электричества.
Авторы проекта — специалисты из Научно-исследовательского центра НАСА имени Джона Гленна в Кливленде, США. Также среди разработчиков — команда экспертов из центра космических полетов НАСА имени Маршалла в Хантсвилле. Сам реактор для всей установки разрабатывается Окриджской национальной лабораторией при участии других учреждений Министерства энергетики США. Испытания планируется проводить в штате Невада.
В ходе экспериментов ученые включат реактор в режим постоянной работы со сроком до 28 часов с полной мощностью. Патрик Макклюр, один из представителей команды проекта, заявил следующее: «Этот реактор позволяет обеспечить высокую плотность энергии источника питания с возможностью работы независимо от солнечной энергии или ориентации, он может без проблем функционировать в экстремальных условиях на поверхности других планет, включая Марс».
По словам представителей проекта, эта технология может быть использована в самых разных проектах агентства. В конечном итоге ученые планируют стимулировать качественный скачок в космических исследованиях. С новым источником питания космические путешественники не будут нуждаться в энергии на протяжении нескольких лет. Главное достоинство системы — простота ее конструкции.
В настоящее время НАСА использует радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ). К примеру, этот источник энергии работает в корпусе Curiosity. Но в РИТЭГах используется плутоний-238, который, как уже сообщалось на Geektimes, стал достаточно дефицитным. Плюс ко всему, РИТЭГи могут обеспечить мощность не более нескольких сотен ватт. Для нужд космонавтов, которые отправляются на другие планеты этого явно недостаточно.
Ранее сообщалось, что мощность реактора может настраиваться в зависимости от конкретной миссии. При этом модифицироваться будет лишь тепло-электрическая часть, атомный элемент будет примерно одинаков для всех конфигураций.
Реактор представляет собой цилиндр, материалом для которого послужил сплав 7% молибдена и высокообогащенного урана 235. Диаметр его составляет 11 сантиметров, длина — 25 см, вес — 35 кг. Единственный стержень реактора из карбида бора расположен внутри канала диаметром в 3,7 см.
Представители НАСА решили добавить молибден для того, чтобы придать механическую прочность и устойчивость урану к фазовым переходам при нагреве. Стержень будет использоваться для настройки реактивности. Для снижения критической массы реактор решили окружить отражателем нейтронов из оксида бериллия. В него вставлены тепловые трубы. Также предусмотрена сегментная защита из слоев гидрида лития и вольфрама.
Реактор уже испытывали в 2016 году в центре Гленна. Тогда, правда, использовался имитатор реактора и 8 генераторов Стирлинга.
Значительным достоинством Kilopower то, что он более дешев, чем РИТЭГи. Дело в том, что 35 кг высокообогащенного урана-235 стоит около 500 тыс. долларов США. А вот для РИТЭГа нужен плутоний-238 с ценой около 50 млн долларов за 45 кг. Есть у реактора и недостатки. Так, он гораздо более тяжелый, чем те же РИТЭГи. Реактор весит более 300 кг, в то время, как РИТЭГи редко превышают вес в 50 кг. Самыми тяжелыми элементами конструкции Kilopower являются корпус реактора и радиационная защита.
В целом, система такого типа действительно может обеспечивать энергией небольшую колонию людей. Если же реакторов установить несколько, то производимого ими электричества хватит для гораздо более масштабной колонии. Плюс можно представить, что колонисты на других планетах смогут использовать и солнечные батареи. Что касается Марса, то здесь есть вода, а если будет и почти неисчерпаемая энергия, то это решит многие проблемы для жителей или гостей Красной планеты.
Автор: Максим Агаджанов
