Ядерная энергетика в космосе: на Луне и Марсе реактору нет альтернатив

      

До Марса долетим за два месяца вместо полугода

      Корр.: Эти установки, как понимаю, должны заменить солнечные батареи и аккумуляторы? Их мощности недостаточно? Приблизим время полетов к другим планетам? Первым будет Марс? Сколько времени тогда займет полет до него?


      Ермаков: Сразу сколько вопросов! Отвечать буду по порядку. Вначале о времени в пути на Марс. При использовании даже ядерного ракетного двигателя полет на Марс может быть до двух месяцев, в зависимости от удаленности от Земли в этот момент. Но при этом замечу, что для таких полетов необходимо решить множество других проблем, не связанных с энергетикой, и требуются очень крупные вложения.

      В настоящее время 99% космических аппаратов работают с использованием энергии солнечных батарей и аккумуляторов. Но этот метод не универсален и зависит от освещенности Солнцем, при этом количество энергии, получаемое одними и теми же батареями, падает с расстоянием.

      Ясно, что создатели космических аппаратов для решения проблемы колонизации Луны и Марса в конце концов подошли к необходимости перейти к использованию ядерной энергетики.

Создание ядерного двигателя – дело будущего, а что сейчас?

      Корр.: Сегодня уже существуют космические аппараты с ядерными двигательными установками?


      Ермаков: С ядерными реактивными двигателями нет. Они испытывались только на наземных стендах в СССР и США в 60-70-х годах. Нужды особой в них не было, потому что ядерный двигатель на ракетах дает зримый выигрыш только при полете на большие расстояния за пределами земной орбиты.

      Американцы работают над созданием ядерного реактивного двигателя, и даже хотят в ближайшие годы запустить его прототип. Он будет установлен на спутнике, который будет летать какое-то время по околоземной высокой орбите. А потом на его основе планируют создать аппараты для полетов между Землей и Луной.


      Корр.: Значит, создание ядерного двигателя, как понимаю, дело, может, и не совсем далекого, но будущего. Но проблема с ядерной энергетической установкой – это вопрос сегодняшнего дня. Так?


      Ермаков: Да, это так. О том, насколько популярна сейчас эта тема, свидетельствует распространение соответствующих патентных публикаций. Сейчас она уже интересует не только США, Россию и Китай, но и Японию, Канаду, Республику Корея, ряд европейских стран, в первую очередь, Германию и Францию. По количеству патентных публикаций в период с 1997 по 2022 годы на тему "Ядерные энергетические установки космических препаратов" на первом месте США - 94 публикации. У Китая и России, соответственно, 49 и 48. Остальные значительно отстают, но все же работают по этой теме, ибо и для них создание таких установок тоже достаточно важно.

Даешь АЭС на Луне!

      Корр.: И все же, вернемся к ядерным реакторам. Без них невозможно освоение не только Марса, но даже и Луны, которая значительно ближе к нам.


      Ермаков: Теперь, что касается ядерного реактора. Да, на Луне, как и на Марсе, он является практически безальтернативным источником энергии. Надо учитывать, что на Луне условия специфические – там ночь чудовищно холодная и продолжается две недели. Сколько энергии потребуется для жизни там и работы на этом спутнике Земли?! Даже автоматическим аппаратам с маленьким компьютером трудно пережить лунную ночь. А если мы говорим о пилотируемой станции, в которой у людей явно потребности к теплу, к энергии намного больше, чем у маленького компьютера, то, конечно, им будет вообще непонятно, как выжить в ночь. Там нужен мощный источник энергии, который не зависит от Солнца. А без Солнца у нас что есть? По сути, только атом!


      Корр.: Атомная электростанция? Построить на Луне АЭС?


      Ермаков: Ну, ядерная электростанция - это звучит очень громко. Когда говорим об АЭС , то представляется гигантское здание. Нет, конечно, речь идет о компактных, небольших устройствах, которые величиной даже меньше грузового контейнера. Вот они и будут обеспечивать станции энергией. Но и их энергии хватит только на первое время, а потом планируется строить комплекс из нескольких таких станций.

      На Марсе солнечные батареи намного менее эффективны, чем на Земле, в первую очередь из-за большего удаления Красной планеты от Солнца. Даже на Земле, как мы видим, требуются большие площади солнечных батарей, а уж на Марсе, с учетом еще его атмосферы, с учетом того, что они там будут грязью и пылью покрываться, нужно будет построить настоящее поле солнечных батарей. И по весу они будут намного тяжелее компактного ядерного реактора.

Россия предлагает Китаю участие в освоении Луны

      Корр.: Сейчас кто-нибудь думает о создании космического реактора или энергетической установки на Луне?


      Ермаков: Думают, конечно. Можно сказать, что сегодня это наиболее важная тематика. У американцев на Земле испытывают прототип космического реактора. Есть еще несколько отдельных других игроков, пытающихся присоседиться к американской программе. Например, Rolls-Royce, который строит в Англии ядерные реакторы, активно в последние годы пытается предложить свои услуги Штатам.

      Мы предлагаем китайцам для их лунной программы построить реактор. У них есть план пилотируемой лунной программы, которая в конечном счете включает строительство на лунной поверхностной базы, как и у американцев. У всех сторон сейчас задача организовать не просто разовые миссии, как было у "Аполлонов", а построить базу на полюсах Луны.

      Скорее всего, на южном полюсе Луны, постепенно наращивая по длительности миссии туда, и когда-нибудь сделать объекты там постоянно действующими. И у этой базы очень остро встает вопрос энергообеспечения, а у нас есть еще с советских времен хороший опыт в создании космических ректоров. Только у нас была крупная серия спутников с ядерными реакторами. И вот этим мы хотим их заинтересовать. Пока, насколько я знаю, идут переговоры.

У нас мог бы быть свой российский "Зевс", но...

      Корр.: В России говорят о транспортно-энергетическом модуле под названием "Зевс". Что это такое?


      Ермаков: Этот вопрос, в каком-то смысле, даже философский. Что это такое? Раньше это был очень перспективный, очень сложный и очень раскрученный проект аппарата, который будет иметь мощный ядерный реактор.

      Есть такое понятие - электрореактивный двигатель. Он работает от электричества: в магнитном поле разгоняется газ. Ему, в принципе, все равно, откуда берется электричество. Сейчас он работает на солнечных батареях. Но поскольку ядерный реактор может обеспечить намного больше энергии, то его использование в качестве источника питания позволит установить очень мощные электрореактивные двигатели. И на их основе планировалось создать крупный модуль, который будет обеспечен большим количеством энергии. Он мог бы использоваться в качестве буксира для тяжелой полезной нагрузки или в качестве платформы для создания тяжелой межпланетной станции. С его помощью, допустим, к Юпитеру можно было бы долететь за короткий срок. Кроме того, он мог бы нести мощную полезную нагрузку, и даже маневрировать с ней. Но, повторяю, это была такая наша задумка.


      Корр.: Вы все время повторяете "мог бы, мог бы", а что с ним стало?


      Ермаков: Идея находится в таком подзамороженном состоянии. В текущем облике этот аппарат подойдет как платформа для размещения очень энергоемкой нагрузки, допустим, на высокой околоземной орбите, на которой он мог бы активно маневрировать. Но в качестве платформы для буксирования грузов в системе Земля - Луна он уже не подходит, поскольку из-за его постоянного упрощения его энергетические возможности падали, и сейчас не очень рационально использовать его для этой цели. Полеты до Луны и обратно будут слишком долгими, чтобы такой буксир "окупился" с весовых (не говоря уже о финансовых) точек зрения.

      Можно, конечно, его использовать и как платформу для межпланетных станций. Но в России и более простые автоматические научные станции запускают редко, а тут речь идет о строительстве наиболее крупной в истории. Поэтому я и сказал, что сейчас этот проект подзаморожен, и больше внимания уделяется реактору для поверхности Луны.


      Корр.: Значит, модуль, хотя бы частично, создан?


      Ермаков: Если вы имеете в виду, созданы ли отдельные элементы, то да, отдельные элементы созданы и даже испытывались. Например, элементы реакторов, система охлаждения. Но до запуска дело не дошло.

Американская "Артемида"

      Корр.: Вы сказали, что у китайцев планы как у американцев. А как идут дела у американцев?


      Ермаков: Американцы также в рамках своей лунной программы "Артемида" планируют постепенно переходить в будущем от разовых полетов к длительным. В этом десятилетии они вероятно успеют только короткую высадку совершить, но потом речь пойдет о работе на поверхности недели и месяцы. В рамках этого развернут модульную базу по типу полярного лагеря. Соответственно, ей потребуется энергетическое обеспечение. У них есть по этой проблеме своя национальная программа и плюс, как я уже говорил, ряд других западных стран пытаются тоже поучаствовать и продать им свои наработки.

Коммерческой выгоды от разработки лунных грунтов пока не ждать!

      Корр.: Их цель - разработка ресурсов Луны или создание базы для дальнейших межпланетных полетов?


      Ермаков: Цель, можно сказать, начало экспансии в Солнечную систему. Луна ближе всего и, соответственно, логично начинать с нее. Хотят наработать опыт, который в дальнейшем пригодится, ну и престиж. Это из разряда того, что пилотируемая космонавтика в целом не то, чтобы какой-то безумный доход дает, но она решает сложные инженерные задачи, развивается национальная экономика, идет научно-технический прогресс.

      По поводу добычи ресурсов, есть много разговоров о лунных ресурсах, например о гелии-3, о ряде минералов, но это все задачи на далекое будущее, в ближайшие десятилетия на доход надеяться не стоит.