General, Research, Technology

Як ядерний реактор допоможе NASA створити колонії на інших планетах

За останні кілька років інтерес космічнихагенств начебто NASA до створення людських колоній на інших планетах (і на Місяці) сильно виріс. Не останню роль в цьому зіграв в тому числі Ілон Маск, який ніяк не залишає спроб відправити кого-небудь на Марс (якби техніка дозволяла, мені здається, він сам би туди вже вирушив). Але якщо відкинути питання транспортування астронавтів, основною проблемою є забезпечення автономності колоній і здешевлення будівництва. Не кажучи про космічної радіації, ймовірності проблем зі здоров'ям при довгих космічних польотах, суворою середовищі, дефіциті води і кисню. І якщо з цими проблемами поки не вдалося розібратися, забезпечити колонії енергією NASA може вже зараз.

Звідки взяти енергію на Марсі? У NASA є відповідь

Найменший ядерний реактор

У Лос-Аламоської національної лабораторії в США, яка працює в тісній співпраці з NASA, є один такий джерело енергії, який може використовуватися для позаземних колоній. це невеликий ядерний реактор під назвою Kilopower. Він має всього кілька рухаються частин і всвоїй основі використовує технологію теплопроводу, яка була придумана в Лос-Аламосі ще в 1963 році і використовувалася в одній 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.

Двигуна Стірлінга потрібен постійний джерело тепла

Компактний ядерний реактор NASA працюєтрохи інакше, але в його основі теж 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 на пару, на основі якого і працює двигун Стірлінга. Від пара починає рухатися поршень. Поршень приєднаний до генератора, який виробляє електрику. В NASA вважають, що кілька подібних пристроїв,працюючих в тандемі, можуть являти собою досить надійне джерело електрики, яке можна використовувати для самих різних цілей в рамках різних космічних місій і завдань, включаючи підкорення планетарних тел начебто супутників Юпітера і Сатурна.

Так виглядає найкомпактніший ядерний реактор

Такий реактор може виробляти від 1 кВт⋅ч (вистачить, щоб розігріти воду в електричному чайнику) до 10 кВт⋅ч.

Для ефективної роботи колоній на Марсі і створення палива буде потрібно приблизно 40 кВт⋅ч. Цілком ймовірно, що NASA відправить на планету відразу кілька (4-5) подібних реакторів.

Вчені розробляють Kilopower протягом 8років, і поки у них є робочий прототип, до релізу він буде готовий тільки до 2022 року. Вони хочуть, щоб цей ядерний реактор в буквальному сенсі можна було носити з собою, доставити на іншу планету за 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 дурна ідея, оскільки кожен такий політ буде коштує мільярди доларів. Тим більше для цього буде потрібно побудувати спеціальний космічний «танкер», заповнений паливом і БЕЗПЕЧНО відправити його в космос. З огляду на, що чимало ракет вибухають незабаром після зльоту, уявляєте, який феєрверк влаштує ракета, яка вся заповнена паливом?

Тому космічним людським колоніямпотрібно джерело енергії, за допомогою якої вони зможуть виробляти і кисень, і паливо для своїх космічних апаратів. У ролі такого джерела як раз повинен виступити ядерний реактор Kilopower.

Якщо вам цікаві новини науки і технологій, підпишіться на нас у Google Новинах, щоб не пропускати нові матеріали!

Чому не можна відправити туди ядерний реакторпобільше? Через повну відсутність повітря на Місяці, Марсі або інших планетах суттєво ускладниться завдання по охолодженню ядерного реактора. У Kilopower ядерне паливо охолоджується водою, а паровий двигун перетворює енергію тепла і тиску в рух і електрику.

А ви знали, що в Росії до цих пір працюють 10 ядерних реакторів «чорнобильського типу»?

І немає, це не той самий ядерний реактор «Залізної людини». У тому випадку в основі лежить зовсім іншатехнологія - термоядерний синтез. Більш легкі атоми стикаються разом і перетворюються в більш важкі, виділяючи величезну кількість енергії шляхом. Поки що створення такого реактора - тільки утопія, хоча Китай і Великобританія давно мріють подібними технологіями.