Космическая программа Китая станет ядерной для будущих межпланетных миссий

10:28 25/11/2021
Комментарии 1 👁 506

Credit: NASA

Космическая программа Китая станет ядерной для будущих миссий на Луну и Марс.

По словам исследователей, проект прототипа мощного ядерного реактора для космической программы завершен, и некоторые его компоненты построены.

Секретность, окружающая большинство программ китайских космических ядерных реакторов, означает, что нет никаких правительственных постановлений или закона о ликвидации последствий аварии.По словам исследователей, участвовавших в проекте, Китай разрабатывает мощный ядерный реактор для своих миссий на Луну и Марс.

Реактор может генерировать один мегаватт электроэнергии, что в 100 раз мощнее аналогичного устройства, которое НАСА планирует установить на поверхности Луны к 2030 году.

Проект был запущен при финансировании со стороны центрального правительства в 2019 году. Хотя технические детали и дата запуска не были раскрыты, инженерный проект прототипа  был недавно завершен, и были построены некоторые критически важные компоненты.

Для Китая это амбициозный проект с беспрецедентными проблемами.

Единственное широко известное ядерное устройство, которое оно отправило в космос, это крошечная радиоактивная батарея на Yutu 2, первом планетоходе, который приземлился на обратной стороне Луны в 2019 году. Это устройство могло генерировать лишь несколько ватт тепла.

По мнению китайских исследователей, химического топлива и солнечных батарей больше будет недостаточно для удовлетворения потребностей человека в освоении космоса, который, как ожидается, значительно расширится с появлением населенных пунктов на Луне или Марсе.

“Ядерная энергетика – самое обнадеживающее решение. У других стран есть амбициозные планы. Китай не может позволить себе проиграть эту гонку”, – сказал один исследователь из Китайской академии наук, попросивший не называть его имени, поскольку они не уполномочены общаться со средствами массовой информации.

В последние дни своего пребывания в должности бывший президент США Дональд Трамп подписал указ об ускорении использования ядерной энергии в гражданских и военных космических программах США. НАСА недавно открыло тендер для частных подрядчиков на разработку 10-киловаттного устройства, которое могло бы обеспечить устойчивое присутствие человека на Луне в течение десятилетия.

Россия объявила о плане запуска огромного космического корабля (транспортно-энергетический модуль, ТЭМ ), с ядерным реактором мощностью в мегаватт, до 2030 года. Ядерная энергия позволит космическому кораблю более десяти лет работать на НОО, одновременно выполняя полеты на Землю.

Европейское космическое агентство запустило аналогичный проект Democritos с космическим реактором мощностью 200 кВт, который будет испытан на Земле к 2023 году.

Первым ядерным энергетическим устройством на орбите был SNAP-10A, запущенный США в 1965 году. Устройство производило 500 ватт электроэнергии в течение  месяца до его окончательного отключения.

Одна из основных проблем для китайского космического реактора мощностью в мегаватт – это технология охлаждения, говорится в документе группы разработчиков под руководством Цзян Цзецюна, профессора Института технологий ядерной безопасности Китайской академии наук в Хэфэе. Статья была опубликована в рецензируемом журнале China Basic Science в июне.

Только часть тепла, вырабатываемого реактором, будет использоваться для производства электричества, остальное должно быстро рассеиваться в космосе, чтобы избежать расплавления. По словам Цзян и ее коллег, для решения этой проблемы в реакторе будет использоваться складная конструкция, такая как зонтик, чтобы увеличить общую площадь радиаторов для отвода тепла.Из-за своего компактного размера космический реактор будет работать при температуре намного выше, чем на Земле (вероятно, 2000 градусов Цельсия в активной зоне). Он будет использовать жидкий литий в качестве хладагента для повышения эффективности выработки электроэнергии.

Но литий станет твердым при температуре ниже 180 градусов по Цельсию – еще одно препятствие, которое китайская команда должна преодолеть.

На земле атомная электростанция проходит техническое обслуживание каждые несколько лет. Некоторые компоненты необходимо заменять из-за эрозии, вызванной радиоактивной средой. По мнению исследователей, материалы и оборудование космического реактора должны соответствовать гораздо более высоким стандартам, чтобы удовлетворить потребности долгосрочных космических полетов.

Китайское правительство и военные финансировали многочисленные программы по разработке космических ядерных реакторов с различными техническими подходами, согласно исследованию космического ученого Чжан Цзе из Шанхайского института космического движения, опубликованному в прошлом месяце во внутреннем журнале Rocket Propulsion.

Вместо строительства одного большого реактора некоторые исследовательские группы разрабатывали устройства с меньшей выходной мощностью. Эти крошечные модули было легче построить, и их можно было скомпилировать в большую машину с мощностью в несколько мегаватт, достаточной для запуска больших ионных двигателей для отправки астронавтов на Марс.

Китайские космические власти еще не определились со своим подходом. По мнению Чжана и его коллег, решением может быть комбинация нескольких различных технологий. По их словам, хотя Китай и опоздал к ядерной гонке в космосе, у него есть несколько преимуществ.

«Китай имеет полную производственную цепочку для независимого производства всех специальных компонентов с использованием сложной производственной технологии», – говорится в статье Чжан и его коллеги.
В то время как строительство атомных электростанций сокращается во всем мире, Китай строит новые станции быстрее, чем любая другая страна – семь или восемь реакторов в год, причем некоторые из них используют самые передовые в мире технологии, такие как ториевое топливо и высокотемпературный газ.

Такой рост инфраструктуры может дать Китаю преимущество с точки зрения научных данных и талантов.

Но секретность, окружающая большинство китайских программ космических ядерных реакторов, означает, что нет никаких правительственных постановлений или закона о том, как устранить беспорядок после аварии, такой как отказ охлаждения на орбите или неудачный запуск.

«Срочно необходимо создать систему оценки и управления безопасностью, которая соответствовала бы технологическому статусу нашей страны, повысить прозрачность исследований и разработок, чтобы уменьшить озабоченность широкой общественности», – сказал Чжан.

Stephen Chen

Перевод: Ирина Дорошенко (Filipok)

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

One Comment

  1. Ирина, в
    “НАСА недавно открыло тендер для частных подрядчиков на разработку 10-киловаттного устройства” 10 Квт или 40 Квт, о которых Е-издание сообщало?

Добавить комментарий