США успешно испытали ядерный реактор для освоения Луны и Марса

02.05.2018

НАСА и Лос-Аламосская национальная лаборатория (занимается ядерными технологиями) успешно испытали компактный ядерный реактор Kilopower, предназначенный для лунных и марсианских пилотируемых миссий.

Обычно космические аппараты используют в качестве источника энергии солнечные панели. Но в случае миссий к далеким от Солнца планетам солнечной энергии может быть недостаточно, поэтому на таких аппаратах почти всегда применяются термоэлектрические генераторы. Они преобразуют тепловую энергию, выделяющуюся при распаде радиоактивных изотопов, в электрический ток.

Мощность таких реакторов не зависит от Солнца, но обычно она невелика и составляет около сотен ватт, при этом большинство таких генераторов работают на дорогом плутонии 238Pu, что стимулирует инженеров искать более мощные и дешевые решения.

Прототип реактора Kilopower 1кВт
NASA Glenn Research Center
Прототип реактора Kilopower 1кВт NASA Glenn Research Center

NASA также работает над созданием более эффективных реакторов в рамках проекта Kilopower. Они будут работать на обогащенном уране, а их мощность, в зависимости от модификации, будет составлять от одного до десяти киловатт.

Интересная особенность проекта заключается в способе превращения тепловой энергии в электрическую. Обычно в таких разработках использовались термоэлектрические или термоэмиссионные преобразователи (в том числе в советских проектах), но инженеры NASA решили использовать двигатель Стирлинга. В нем тепло расширяет рабочее тело, которое толкает поршень, подключенный к электрическому генератору.

Технология позволяет непрерывно производить до 10 киловатт энергии в течение десяти лет. Устройство имеет небольшие размеры (сердечник реактора сравним с рулоном бумажных полотенец) и достаточно легкое, что важно при транспортировке на другие планеты.