Antares и Exlabs подписали соглашения о сотрудничестве в разработке космического зонда с ядерным двигателем. В ее рамках разработчики планируют вывести реактор в космос уже в 2020-х годах — впервые в XXI веке.
Хотя атомный реактор в космосе чаще ассоциируют с ядерным ракетным двигателем, на практике последний сложен в разработке. Поэтому в обозримом будущем его появление в космосе достаточно проблематично. Зато мини-АЭС для космических целей действительно могут вернуться в космос, впервые со времен СССР / © NASA
Глава разработчиков американского частного стартапа Antares в заявлении для СМИ сказал: «Слишком долго космическая ядерная энергетика существовала только в виде концептуальных исследований, теперь настало время строить». Это высказывание фактически неверно: первый ядерный реактор был запущен в космос из США в 1965 году, 60 лет назад. Еще 34 ядерных реактора вывел на орбиту СССР. Правда, после его ликвидации такие события происходить действительно перестали.
Представители стартапов отметили, что в их понимании цели для таких реакторов — военные и окололунные космические аппараты. В рамках сотрудничества компании планируют вывести первый спутник с ядерным реактором на борту на геостационарную орбиту в 2028-2029 годах. Такие орбиты в США часто выбирают для спутников военного назначения. Для них же характерно значительное энергопотребление, делающее ядерный реактор востребованным.
В то же время существующие типы военных спутников Штатов не имеют энергетических потребностей выше киловаттных уровней. С учетом высокой эффективности солнечных батарей в космосе ядерное энергоснабжение для них выглядит избыточным. Возможно, нишей для своих энергосистем стартапы видят спутники системы «Золотой купол», создание которой объявил целью своей администрации Дональд Трамп. Часть таких аппаратов заявлены как лазерные платформы, которые должны сбивать головные части межконтинентальных баллистических ракет с ядерными боеголовками. Для таких орбитальных систем ядерный реактор в теории может быть выгоднее солнечных батарей.
Атомные реакторы для космоса имеют ряд черт, делающих их разработку непростой. Там не используются типичные для Земли водо-водяные реакторы (слишком большая масса). Напротив, тепло от активной зоны отводят жидким металлом (например, смесью натрий-калий, если брать орбитальные реакторы XX века) или газом (в проектах космического реактора с газовой турбиной).
Работающие реакторы таких типов в США давно отсутствуют, разрабатывать их с нуля будет непросто. Выведение их в космос американским (как, впрочем, и любым другим) игроком в 2020-х реализовать будет очень трудно: за оставшиеся пять лет создать надежно работающий реактор проблематично.
Дополнительная сложность: для систем «Золотого купола» нужны мощности от десятков-сотен киловатт и выше. Это значит, что для выработки электричества им потребуется газовая турбина. Такие турбины закрытого цикла на сегодня не доведены до серии нигде в мире. Причина в том, что НИОКР турбины вообще очень сложны. А турбина закрытого цикла требует высоких давлений и экзотических газов — то есть будет намного сложнее, чем любая строящаяся на Земле сегодня. Только по этой части атомных мини-электростанций разработки могут тянуться десятилетие или больше.
Поэтому, вероятнее всего, первый демонстрационный реактор Antares и Exlabs выведут в космос с уменьшенной мощностью, снимаемой термоэлектрическими генераторами. Скорее всего, они не будут мощнее нескольких киловатт. Но после их пуска американскому Минобороны станет проще выделить стартапам деньги на исключительно непростую разработку газовой турбины закрытого цикла для космоса.
Комментарии
... Дожили. Мощность в киловатт*часах измеряете. У вас совсем тяжко стало с компетентностью сотрудников?
alexey, спасибо за ваш вежливый комментарий, поправил описку.
Очень, очень смешная статья... Напомню, Сша не обогащает уран,Сша никогда не строило реакторы на жидких солях металлов.. т.е ключевых технологий тупо нет, и никогда не было + атомной промышленности тоже нет... Ну ну стройте...
Даже более продвинутые в ядерных технологиях французы, не справились с задачей построить и довести до ума ядерный реактор с охлаждением металл. Хотя пытались лет 30ть. У них был испытательный реактор на металле, несколько утечек, не довели до серии.. слишком агрессивная среда.
Andrews, США бесспорно строили жидкосолевые реакторы, и не один (гуглите MSRE Oak Ridge). Правда, жидкосолевые реакторы к космическим никакого отношения не имеют.
"и никогда не было"
А первый космический атомный реактор в 1965 году они как тогда запустили, если не секрет?
Александр, Это все в былом славном прошлом, великой инженерной, ядерной, и космической державы янки... Тогда они на Луну летали и вояджер запускали.... Проблема что теперь США уже не янки.. Современные США пример деградировавшей цивилизации. Ну к примеру, тот же Боинг в 60е-80 весело разрабатывал и строил минитмен2, а сегодня Боинг вышел из проекта новой ядерной ракеты на замену Минитмена2, имеет проблемы с SGT100Старлайнер.. Ну а о лидере ядерной отрасли СШа 60-90 Westinghouse, говорить не будем .. О покойниках либо хорошо либо ничего...
Где на каких ресурсах, компетенциях и технологиях они собрались сегодня строить сложнейшую машину -- ядерный космо реатор. Это машинка архисложная, там главная проблема компактность и охлаждение.. Ваккум как известно, лучший утеплитель) Температуру реактора можно только излучением отдать его охладив, при этом у тебя вес должен быть маленький, да и сам реактор крошечный из хитрых сплавов редкоземов выдерживающих и температуры и не деградирующих ну скажем деястилетие под нейтронным излучением этого реактора.
Andrews, проект SNAP если вы не поняли это классически ритэг, взяли уран обогащенный, скорее всего уже оружейный, обложили его замедлителями и использовали термоэлектрическую пару для преобразования в электричество.. 40квт тепловая реактора на выходе электричество 500-600ватт. Кпд термоэлектики 5-- ну максимум 7%... Это номинально можно назвать реактором, но по сути это ритег. Да движущихся частей нет, 1-2контура нет, охлаждения нет.. это сильно проще чем реальный реактор.. Соотвтествует технологиям 60х..... Реально на сегодня --- нужен реактор на солях металлов с внимание!! ЭЛЕТРИЧЕСКОЙ(а не тепловой мощностью) 1++мегаватт... С этим, и ядерный корабль можно построить и можно, и на марс и луну лететь имеет смысл. Проблема Маска в том числе в этом, нет мегаватного легкого ядерного источника энергии для базы на марсе.. Ну прилетел ты на марс первая же ночь -90с и привет.. Это не как в игрушках, за счет панелей существуем..
Спасибо, если бы не ваша статья, так бы и не знал, что по мимо РИТЭГов, в космос уже были и попытки отправки систем на ядерном делении.