Атомная энергия на орбите: МГСУ представил концепт проект лунной атомной электростанции

• Печать

Атомная электростанция (АЭС) на Луне должна стать надежным и безопасным источником электроэнергии для будущей космической базы в рамках российской программы по изучению и освоению спутника Земли, а также обеспечит стационарное присутствие России и технологический задел в лунной и марсианской гонке со SpaceX Илона Маска

Основные параметры проектируемой АЭС
Концепт проект разработан в рамках выпускной квалификационной работы Светланы Сазоновой под руководством доцента кафедры строительства объектов тепловой и атомной энергетики НИУ МГСУ Вячеслава Белова и представлен на Всероссийском инженерном конкурсе.
Ученые предлагают использовать новые технологии и местные ресурсы спутника Земли для создания безопасного и надежного стационарного источника энергии, способного поддерживать долгосрочные научные миссии по освоению дальнего космоса и колонизацию Луны.
Возведение АЭС основывается на аддитивных технологиях, которые впервые могут быть применены в космосе в таких масштабах. По словам Белова, «аддитивное производство позволяет создавать конструкционные материалы непосредственно на Луне с геометрической точностью, используя фактически только энергию Солнца, что напрямую влияет на стоимость и количество запусков ракетоносителей».
Для защиты станции и расположенного внутри реактора от падения космических камней, температурных колебаний и радиационного излучения ученые разработали специальное защитное сооружение — круглый вал, выполненный из местного лунного грунта («аддитивно-модифицированного» реголита), и экран из высокопрочного и устойчивого к разрывам синтетического волокна (кевлара). В качестве основного ограждающего материала также предлагается использовать реголит, что позволит снизить влияние амплитуд температурных колебаний на кевларовый экран, ослабит влияние внешнего радиационного излучения на ядерные установки, а также минимизирует затраты на доставку строительных материалов на Луну.
По замыслу ученых, в центре предлагаемой АЭС будет размещаться группа реакторных установок мощностью по 10 кВт каждая по типу «Ромашка» (опытный образец первой советской ядерной энергетической установки, созданный в 1964 году). Установки используют энергию деления ядерного материала за счет реакции, протекающей на быстрых нейтронах. Они преобразуют её в электричество благодаря термоэлектрическим технологиям. Это позволяет стабильно работать установкам без дополнительного охлаждения. Управление реактором осуществляется дистанционно, и в случае необходимости — в ручном режиме.
«Когда мы готовили концепт проект АЭС, мы учли, во-первых, как будут размещаться ядерные энергетические установки (ЯЭУ), как обеспечить их безопасную работу в течении всего срока службы станции, а также возможное повторное использование уже возведенных строительных конструкций, т.е. фактически текущий уровень развития в атомном строительстве. Во-вторых, природные и климатические условия Луны, включая падение космических тел, сейсмическую активность, высокую сжимаемость реголита поверхности Луны. В-третьих, архитектурно-строительные аспекты, из каких материалов и конструкций будет сделана защитная конструкция станции, возможность применения для этих целей современных технологий», — рассказала С. Сазонова.
Мощность разворачиваемой АЭС соответствует требованиям космических ядерных технологий и концепции NASA для лунных баз с атомными станциями, подчеркнули в НИУ МГСУ.

Важность проекта
Изучение Луны остается одной из приоритетных задач для многих стран мира. Россия, США, Китай, Индия и другие государства активно развивают программы по исследованию и освоению лунных ресурсов.
Программа по исследованию, освоению и использованию ресурсов Луны, рассчитанная на период с 2021 по 2040 годы, действует и в России. Программа разрабатывается Роскосмосом в тесном взаимодействии с учеными и промышленностью. Она включает несколько этапов: от беспилотных миссий до пилотируемых полётов и создания постоянной базы на поверхности спутника Земли.
Для поддержания работы стационарной станции на Луне и обеспечения ее электроэнергией предполагается создание АЭС с ядерной установкой. Финансирование данного проекта предполагается осуществить в рамках федеральной инициативы «Развитие космической ядерной энергетики России».
В изучении и освоении спутника Земли заинтересован и Китай. В 2021 году КНР и Россия подписали межправительственный меморандум о взаимопонимании при сотрудничестве в области создания Международной лунной научно-исследовательской станции, а конце 2023 года страны договорились вместе строить научную станцию на Луне.
Американское агентство NASA также объявило о планах построить АЭС на Луне к концу 2020-х годов. Планируется, что реактор будет создан на Земле, а после будет доставлен на Луну. Мощность АЭС должна составлять не менее 40 кВт в течение десяти лет. Постоянное присутствие на Луне в перспективе создаст возможности для освоения и изучения Марса, считают в агентстве.

Планируемые сроки и стоимость
Для строительства АЭС экспертами НИУ МГСУ был выбран кратер Пири на Северном полюсе Луны. Эта область отличается постоянным солнечным освещением в течение лунного дня с минимальными амплитудными внешними колебаниями температуры (примерно 20 °C), низкой вероятностью падения космических тел и минимальной сейсмической активностью.
Все работы планируется выполнить роботизированными комплексами на основе солнечных аккумуляторов и радиоактивных источников питания («ядерные батарейки»). Строительство станции, по предварительным оценкам, займет 54 дня, а срок службы составит около 10 лет. После ядерные установки могут быть утилизированы с целью минимизации ущерба лунной экосистемы, а защитное сооружение использовано повторно, подчеркнул В. Белов.
Стоимость строительства АЭС на Луне, по оценкам авторов проекта, составит около 1,95 триллиона рублей. Основными статьями расходов станут проектирование, разработка оборудования, транспортировка грузов (с помощью ракеты-носителя класса «Энергия») и создание соответствующей инфраструктуры.
НИУ МГСУ планирует продолжить исследования и разработку необходимых технических решений для практической реализации текущего проекта.

 

Все выпуски журнала «ЭкоГрад» в электронной версии читайте на pressa.ru,

Бумажные экземпляры спецвыпусков и книги В. Климова можно приобрести на OZON

Подробности

Категория: Новости пресс-служб

Опубликовано 12.04.2025 08:42

Просмотров: 222