Завершены испытания компактного ядерного реактора для космических колоний

Как сообщает портал Space.com, инженеры и ученые из Исследовательского центра NASA имени Гленна завершили наземные испытания компактного ядерного реактора мощностью в 10 киловатт, о котором мы писали в начале года. В перспективе установку планируется использовать в космосе, а также на других планетах, для обеспечения космических колоний электричеством.

«Мы первые американцы, 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», — прокомментировал Марк Гибсон, ведущий инженер проекта Kilopower.

В последние годы в NASA и ряде других космических агентств активно обсуждается вопросы по созданию постоянных обитаемых колоний на Луне и Марсе. Важнейшей задачей, стоящей на пути решения этих вопросов, является обеспечение их автономности и удешевление строительства. Огромную пользу в этом направлении могут предложить технологии 3D-печати, которые позволят использовать местные ресурсы – почву, горные породы и газы из атмосферы, – для строительства зданий прямо на месте.


Как показывают опыты на борту Международной космической станции, а также на Земле, с помощью трехмерной печати можно создать практически все необходимое для жизни колонистов. Единственным и, пожалуй, самым главным исключением является источник питания, мощности которого хватило бы как для работы самого 3D-принтера, так и для питания и обогрева всей базы.

Примерно шесть последних лет инженеры NASA совместно с ведущими американскими ядерными центрами работают над созданием портативного ядерного реактора, который можно было бы в буквальном смысле носить с собой, доставить на другую планету с помощью уже существующих ракет-носителей, а также с помощью новой сверхтяжелой платформы SLS, которую планируется использовать для полетов к Луне и Марсу.

Задача, по словам Гибсона, далеко не так проста, как может показаться, поскольку в космосе, Луне или на том же Марсе из-за полного или почти полного отсутствия воздуха существенно усложнится задача по охлаждению ядерного реактора. А компактные установки будут накладывать еще больше ограничения, поэтому большинство подобных установок имеют крайне сложное устройство и экзотические системы теплообмена и охлаждения.

Разработка того же Гибсона — реактор Kilopower – является чем-то средним между классическим атомным реактором, в котором ядерное топливо охлаждается водой, и паровым двигателем, который преобразует энергию тепла и давления в движение и электричество.

В его основе лежит 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 из NASA и Национального исследовательского центра в Неваде дополнительно модифицировали эту установку 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 был собран в декабре прошлого года. Последующие три месяца проводилась проверка его стабильности в штатных и нештатных ситуациях. Как отметил ведущий конструктор проекта Дэйвид Постон, Kilopower успешно прошел все тесты и превзошел ожидания NASA.

С его слов, 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 готовую к реальной работе машину, которую можно будет использовать в космосе и в перспективе при колонизации Луны и Марса.

Завершены испытания компактного ядерного реактора для космических колоний

36 комментариев Оставить свой

  1. JA_LULU_MASYU_I_NASTASYU

    Такой бы на дачу

    • MASking

      JA_LULU_MASYU_I_NASTASYU, 10 киловатт? Для небольшого поселка хватит! И дешево ли, это будет?

      • bilif

        MASking, Какого поселка? Для одной квартиры может не хватить!

        • Elk

          bilif, Часто ли мы дома врубаем одновременно 3 чайника обогреватель и стиральную машину. Но для поселка, да, маловато, разве что аккумуляторы еще использовать.

          • prinzip

            Elk, Одна электроплита как 2 чайника. И это если без ТЭНов.

      • nubulla

        MASking, Мощность среднего домохозяйства в США 2 КВт. Результат 10 КВт это очень хорошее достижение. Так как основное требования для этой установки компактность! А габариты определяются не реактором, радиатором. Это та ‘шляпа’, которая сверху установки. Любая тепловая машина, а стирлинг это именно тепловая машина, требует отвода тепла. А в вакууме это можно сделать только излучением! Сейчас появляется сообщения что Россия в этом году должна испытать в космосе мегаватную установку, да не просто установку, в составе двигательной установки. Вот тут у меня очень большие сомнения. Радиатор у такой установки должен быть уже в 100 раз больше. Да и успехов в проектировании и производстве стирлингов я в РФ не заметил.

  2. Brevno

    Интересно, что за "откачка тепла из активной зоны"?

    • nubulla

      Brevno, Ядерный реактор о ТУПО греется. Вот это тепло можно использовать. Хоть яичницу жарь, хоть электричество вырабатывай, но это тепло надо как то доставить из реактора до места потребления. Термин ОТКАЧКА прижился в теплотехнике ещё со времён ТЕПЛОРОДА. Но и имеет технические корни, так как на земле за это отвечают насосы качающие воду через активную зону. В статье упоминается натрий. Это значит для отвода тепла из активной зоны используются так называемые ТЕПЛОВЫЕ ТРУБЫ. Это устройства, которые позволяют откачивать тепло из активной зоны. Правда переводчик допустил некоторые ошибки или исходный материал не содержал необходимых сведений. Дело в том, что для работы Стирлинг необходим газ. Самый лучший водород, но используют обычно гелий, так как с ним гемора меньше.

  3. evetrov

    а в поход такой носить или в багажник кинуть можно? или электрокар сделать с таким источником электричества?

    • Elk

      evetrov, Были в прошлом веке проекты авто на атомном топливе, но потом люди стали бояться радиацию.

      • pupsikizada

        Elk, Мультики от ВВП гляньте. Там грят ракеты летающие на атомных батарейках есть.

        • Elk

          pupsikizada, Ты когда-нибудь интересовался атомными двигателями? Советую почитать.

        • ivi

          pupsikizada, Много получаешь?

      • evetrov

        Elk, и всего-то люди боятся. Прям не угодишь

      • rooter

        Elk, И не безосновательно, они ее не бояться, а разумно избегают иметь дело с радиоактивной средой. Или вы предпочли бы не быть жалким трусом, а быть смельчаком и героем, мучительно умирающим от радиации? ))

      • prinzip

        Elk, Ой да ладно. РИТЭГов было полно на земле и океане и только дебилоиды охотники за цветметом убивали себя и локально окружающею среду. А так они были безобиднее бабочки.

  4. Asmodeus55555

    Дайте 2!

  5. Alex_4321

    Да, 10 киловатт это мало! Для каких космических миссий? Только для какой-то мобильной группы космонавтов, 2-3 человека!

    • Николай Хижняк

      Alex_4321, то есть вариант использования сразу нескольких таких реакторов вы вообще не рассматриваете? 10 киловатт вполне достаточно для такой установки, учитывая ее размеры

  6. AMDRYZEN

    1 мало будет для колонии , хотя в паре с солнечными панелями и акумами хорошая штука , или несколько штук отправить , сколько уже зависит от размеров колонии

  7. vahtang1961

    Вес такого генератора от 300 до 500 кг. Для небольшого поселка на 12 человек достаточно 8010 штук. Космонавты не дураки ставить на плиты по 10 чайников, т. к. обычно знают возможности аппаратуры. На Луне и Марсе такая штукенция поможет обеспечить энергией первые экспедиции, пока не будет построен стационарный реактор. Там всё равно кругом радиация и небольшое у величение фона от установки значение не имеет, тем более, что устанавливать агрегаты будут за пределами посёлка. Их можно присобачить на вездеходы и обследовать планеты на ядерном транспорте. На Земле такие реакторы могут использоваться на маяках, буях, небольших подводных аппаратах и т. д.

  8. vahtang1961

    Ошибка 8-10 штук, а не 8010. Не туда пальцем попал)))

  9. mr Vanya

    Суммарная максимальная мощность всех солнечных батарей на МКС 33 КВт/ч
    и это даже не поселение колонистов, а чердак Земли. :-(

    • nubulla

      mr, Это ваша бабушка по счетчику платит за КВт/ч, так как в Дж ей не понять, а мощность она измеряется в Вт, КВт, МВт. Без всяких часов.

      • mr Vanya

        nubulla, КВт/ч как бы подчёркивают непостоянство той солнечной энергии, что падает на поверхность панелей.
        Средний дом в США , кстати потребляет 30 КВт/ч в сутки (900 КВт/ч в месяц). Т.е. деля на пять часов эффективного потребления (когда все дома) получим среднюю мощность именно потребления 6 КВт а не 2.

      • mr Vanya

        nubulla, КВт/ч как бы подчёркивают непостоянство той солнечной энергии, что падает на поверхность панелей.
        Средний дом в США , кстати потребл#яет 30 КВт/ч в сутки (900 КВт/ч в месяц). Т.е. деля на пять часов эффективного потребления (когда все дома) получим среднюю мощность именно потребления 6 КВт а не 2.

        • nubulla

          mr, Ничего подчеркивать не надо, а надо писать грамотно! Я не знаю ваш источник, но если написать, что количество энергии получаемое от батарей МКС 33 КВт/ч, то это будет технически правильно.

          • mr Vanya

            nubulla, Согласен, это ужасно. :-)
            Если написать генератор электрического тока мощностью в 33 КВт/ч , это сразу же всё путает. Ведь представить себе источник энергии способный непрерывно вырабатывать энергию в 33 КВт в течении часа крайне сложно. Другое дело фраза "генератор с максимальной мощностью в 33 КВт" даёт просто море информации.
            Запятая нигде не пропущена? Нет? :-)

            • nubulla

              mr, С системе Си существует четкий набор единиц. Длину меряем метрах, ток а амперах, напряжение в вольтах, мощность в ватах, энергию в джоулях. Для упрощения расчета за электрическую энергию существует внесистемная единица КВт/ч. В системе Си это будет 3600 КДж. Так что учится, учиться и ещё раз учиться. А то не будут на Марсе яблоки цвести. :-)

              • mr Vanya

                nubulla, "внесистемная единица КВт/ч" специально созданная для измерения произведённой/ потреблённой энергии электроприборами.
                П.С. А был-ли вообще смысл начинать весь этот тред?
                Вы что-то опровергли?
                П.П.С Учимся мы всю свою жизнь. Ничего в этом зазорного нет.

                • nubulla

                  mr, Я ничего не опровергал. Я просто заострил ваше внимание на точности формулировок! В первом посте пишите о мощности, а теперь об энергии (правильно). Как пел Цой - будь осторожен, следи за собой... (с)

  10. mr Vanya

    Битва Наций 2018 - второй день
    Прямая трансляция
    youtube.com/watch?v=CEAhY-Ptsyk

  11. uran

    вот мне б для фермочки такое, копать - не перекопать!

  12. mental

    Все, кто пишут, что достаточно мощности для небольшой базы и типа че им там несколько чайников сразу чтоли включать, вы не берете в рассчет, что это не Земля, это другие планеты, там не в кол-ве включенных чайников проблемы, а в поддержке жизни. Это фильтры воздуха, нагнтатели давления, насосы, компрессоры, фильтрационные системы переработки продуктов жизнедеятельности и жидкости, поддержка связи - мощные спутниковые антенны, сотни различных датчиков, поддержка температуры и т.д и т.п.

    • Corwin

      mental, А для чайников, духовок и отопления использовать выделяемое реактором тепло

      • Yupiter-38

        Corwin, Ну да, кинул стержень в кастрюлю и вуаля борщик закипел

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.