Для предстоящей программы NASA Artemis обеспечение электроэнергией лунных баз является одним из главных приоритетов. Поэтому агентство создало проект Fission Surface Power Project («Поверхностная энергетика»). Идея проекта состоит в том, чтобы разработать концепцию небольшого ядерного реактора, способного обеспечивать энергией лунные поселения.
В начале 2022 года NASA запустило эту программу, охватившую три контракта на сумму $5 000 000 каждый. Компании Lockheed Martin, Westinghouse и IX были выбраны в качестве партнёров и получили гранты на 12 месяцев для первого этапа разработки концептуальных проектов.
Конструкции реакторов включают системы преобразования энергии, отвода тепла, а также управления и распределения электроэнергии. Партнёрам необходимо также предоставить ориентировочную стоимость своих систем и планы развития. Конечная цель — в создании устойчивой системы, способной обеспечивать лунные базы долгосрочными потребностями в электроэнергии. Этот проект также служит основой для будущего планирования и создания подобных систем на Марсе.
Преимущество ядерных реакторов заключается в их способности работать независимо от солнечного света. Это критически важно в условиях лунной ночи.
«Демонстрация ядерного источника энергии на Луне необходима, чтобы показать, что это безопасный, чистый и надёжный вариант», — сказала Труди Кортес, директор программы «Демонстрационные миссии технологий» в Дирекции космических технологий NASA в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. «Лунная ночь сложна с технической точки зрения, поэтому наличие такого источника энергии, как ядерный реактор — благоприятный вариант для долгосрочных миссий и научных исследований», — добавила она.
Ядерные реакторы можно разместить в теневых зонах, где регионы существуют в полной или частичной тени и недосягаемости солнечного света. Эти регионы одновременно служат резервуарами льда. Работая непрерывно, ядерные реакторы смогут обеспечивать энергией лунные базы в течение всей лунной ночи, длительностью 14 дней. Сочетание солнечных и ядерных энергетических установок обеспечит полное энергетическое покрытие для жилых модулей и научных лабораторий.
Важным требованием, предъявляемым к разработке реакторов, является их способность работать автономно в течение не менее 10 лет без необходимости человеческого вмешательства. Это позволит снизить риски случайного радиационного воздействия и позволит исследователям Луны сосредоточиться на исследованиях.
Предварительные спецификации реактора включают его массу, составляющую менее 6 тонн, и выработку электроэнергии на уровне 40 киловатт. Этого вполне достаточно для обеспечения электроэнергией потребностей лунных баз, а также для проведения научных экспериментов. Такой реактор на Земле мог бы обеспечить электроэнергией 33 дома.
Проект «Поверхностная энергетика деления» открыт для инноваций. NASA призывает партнёров к нестандартному мышлению и исследованию новых направлений в разработке реакторов. Такой подход поможет достичь новых результатов и обеспечит разработку передовых систем энергоснабжения для лунных баз и будущих миссий в космосе.
Теперь NASA начинает работать над вторым этапом, запланированным на 2025 год. После этого агентство ожидает поставки реализованных концепций в начале 2030-х годов. После того как системы пройдут своё «боевое крещение» на Луне, NASA, скорее всего, перепроектирует ядерный реактор для использования на Марсе.