Инженеры НАСА завершили тесты космического "ядерного чемодана"

"Мы стали первыми американцами, кому удалось за последние четыре десятка лет создать новый тип ядерного реактора и проверить его работу. В отличие от радиоизотопных источников, мощность такого генератора тока можно повышать или понижать, что продлит сроки его работы и позволит вырабатывать большие количества энергии, недоступные для РИТЭГов", — заявил Марк Гибсон, ведущий инженер проекта Kilopower, передает ria.ru.

В последние годы специалисты НАСА и других космических агентств активно обсуждают планы по созданию постоянных обитаемых баз на Луне и Марсе. Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки они считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы – почву, горные породы и газы из атмосферы – для строительства зданий прямо на месте.

Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, могут напечатать почти все необходимое для жизни колонистов, за исключением самого главного – источника питания, мощности которого хватило бы как для работы самого 3D-принтера, так и для питания и обогрева всей базы.

Последние шесть лет ученые из НАСА и ведущих американских ядерных центров работают над созданием портативного ядерного реактора — чтобы астронавты могли в прямом смысле носить его с собой или чтобы его могли доставить на другую планету уже существующие ракеты-носители или строящаяся тяжелая платформа SLS. Аналогичные исследования проводят специалисты "Росатома" и "Роскосмоса".

По словам Гибсона, сделать это не так просто, как может показаться, – в космосе, на Луне или на Марсе охладить ядерный реактор будет гораздо сложнее, чем на Земле, из-за полного или почти полного отсутствия воздуха. Компактные размеры установки накладывают еще большие ограничения, поэтому все подобные реакторы имеют крайне сложное устройство и экзотические системы теплообмена и охлаждения.

К примеру, детище Гибсона — реактор Kilopower — напоминает нечто среднее между классическим атомным реактором, в котором ядерное топливо охлаждается водой, и паровым двигателем, который преобразует энергию тепла и давления в движение и электричество.

Его сердцем стал так называемый "двигатель Стирлинга" – паровая машина, изобретенная шотландским священником Робертом Стирлингом еще в начале XIX века. В данном случае она представляет  собой набор из замкнутой системы труб и сосудов, заполненных жидким натрием, и поршней, на которые давит расплавленный металл, подогреваемый произвольным источником тепла.

Инженеры НАСА и Национального исследовательского центра в Неваде дополнительно модифицировали эту машину так, чтобы она не только вырабатывала ток, но и управляла процессом распада урана-235, подавляя его при чрезмерно высокой скорости реакций и усиливая при снижении мощности реактора.

Первый прототип Kilopower собрали еще в декабре, и последующие три месяца Гибсон и его коллеги провели, проверяя его стабильность в штатных и нештатных ситуациях. Как отметил Дэйвид Постон (David Poston), ведущий конструктор проекта, Kilopower успешно прошел все тесты и превзошел ожидания НАСА.

По его словам, реактор не выходил в критическое состояние и продолжал вырабатывать электричество даже в случае множественных поломок в системе охлаждения и откачки тепла из активной зоны. Ученые надеются, что к 2020 году им удастся создать первую рабочую версию этой машины, которая будет полностью готова к полету в космос и предстоящей колонизации Луны и Марса.