Одна из самых технологически развитых отраслей российской промышленности – ядерная энергетика – должна стать козырем России в космосе на ближайшие десятилетия. По крайней мере, такая задача поставлена руководством страны. Как будут выглядеть ядерные космические системы и какие преимущества они предоставят?
16 апреля Владимир Путин приехал в МГТУ им. Баумана. В программе было посещение нового корпуса, общение со студентами, а основной задачей стало совещание по развитию космической ядерной энергетики вместе с руководством Роскосмоса и Национального исследовательского центра "Курчатовский институт".
Главный предмет совещания – космический национальный проект, связанный с ядерной энергетикой. Еще в октябре 2023 года президент говорил о необходимости разработать комплексный, системный национальный проект в сфере космической деятельности. То есть это не сиюминутное увлечение, а четкая стратегия, которая сейчас дозрела до момента реализации.
Вполне возможно, что и последние кадровые изменения, включая назначение нового руководителя Роскосмоса Дмитрия Баканова – ее часть. По крайней мере, пока все это выглядит как продуманный план с целью придать новый импульс российской космической отрасли, цель и ресурсы для движения вперед.
Какие именно шаги будет включать в себя новый национальный космический проект, пока не раскрывается. Но уже точно ясно, что он будет сосредоточен именно в области ядерной энергетики в космосе. И да, с определенным прицелом на дальний космос.
Как сказал в приветственном слове Владимир Путин, "важная тема – отечественная ядерная космическая энергетика. В рамках нацпроекта необходимо обеспечить качественный шаг вперед в ее реализации. Имею в виду создание электрореактивных двигателей, других систем, необходимых для автономной работы на различных космических объектах".
Что значат эти слова президента? Скорее всего, проект будет ориентироваться на разработку инфраструктуры для использования ядерной энергетики в ближнем и дальнем космосе. Россия – мировой лидер в земном использовании ядерной энергетики и имеет исключительные компетенции в этом вопросе. Соответственно, основная задача – перенести их в космос, сделать ядерную энергетику удобной, безопасной и конкурентоспособной.
Мы привыкли полагаться на солнечные батареи на орбите Земли, но чем дальше, тем менее эффективными они становятся.
Наиболее перспективный среди планет Марс находится дальше от Солнца и получает намного меньше солнечной энергии, то есть около 60% от той, что доходит до Земли. Солнечные панели на Земле могут производить 0,175 кВт на квадратный метр батареи, но на Марсе они смогут выдать только 0,105 кВт/м, и это не считая постоянных пыльных бурь, сильно снижающих их эффективность.
Есть данные, что марсианской базе потребуется около 90 кВт на человека, учитывая необходимость выращивания растений и генерацию кислорода – а значит, на миссию из 12 человек потребуется 1080 кВт. Если попробовать сделать это при помощи солнечных батарей, то получается поле размером более 20 тыс. кв. метров, если учитывать освещенность планеты. То же самое может обеспечить реактор мегаваттного класса, достаточно компактный и удобный.
На Луне другая проблема. 14 суток непрерывной ночи очень сильно усложняют работу, требуя больших запасов энергии, расходуемой на обогрев будущей базы, да и все работающие на поверхности устройства. Так что и тут солнечные батареи совсем не панацея. Про луны Юпитера и говорить не приходится, там без постоянного мощного источника энергии нечего делать любой автоматической станции.
При всех своих сложностях в настоящее время для генерации больших мощностей в космосе других вариантов, кроме реакторов, просто нет. И чем больше энергии в космосе будет требоваться, тем более удобным вариантом будут ядерные реакторы.
Поэтому и нужна вся инфраструктура "космического атома". Это не только и не столько "ядерный буксир", который чаще всего вспоминают, когда речь заходит о космической ядерной энергетике. Это компактные реакторы для использования как на орбите, так и на поверхности планет или спутников. Решения, которые могут пригодиться не только себе, но и для других международных проектов: орбитальных станций, станций ретрансляции, межпланетных полетов или даже МНЛС – Международной научной лунной станции, в проекте которой Россия участвует вместе с Китаем.
Сама по себе концепция "ядерного буксира" тоже требует много инфраструктуры для работы – связь, ретрансляция, обслуживание, управление, логистика.
Почему такое решение выглядит очень логичным? Сейчас мы не можем точно сказать, как именно будет развиваться космонавтика в ближайшие десятилетия. Будет ли это огромный рост беспилотных исследовательских станций для добычи полезных ископаемых с астероидов, полеты на Луну или Марс. Этого не знает никто, даже Илон Маск, разрывающийся между Луной и Марсом. Но что точно – практически при любом из вариантов развития будут нужны безопасные, удобные и отработанные источники энергии. И вот тут уже без ядерной космической энергетики не обойтись.
Да и в целом, когда мы говорим о создании инфраструктуры, а не отдельном проекте, это всегда хорошо. Ядерная энергетика может стать для России некой космической специализацией будущего. И если брать совсем крупными мазками, то "космический ядерщик" звучит отлично. Тут главное гнуть свою линию до конца. Сделать так, чтобы спустя десятилетия без российских реакторов никто и не думал начинать новый космический проект, сделать это золотым стандартом космонавтики будущего.
Трудная ли это задача? Несомненно. Реалистичная? Тоже да, причем именно у России, с ее компетенциями больше всех шансов освоить и забрать себе эту нишу.
Если вспоминать историю советских реакторов "Бук" для системы глобальной морской космической разведки "Легенда", то она не противоречит, а даже подтверждает этот тезис. Когда Советскому Союзу понадобился мощный источник энергии на космическом аппарате, который должен был работать ночью – единственным вариантом оказался ядерный реактор.
Есть, конечно, технические вопросы, требующие решения – экранирование, охлаждение, возможность перезарядки в космических условиях, создание компактных топливных сборок и новые варианты теплоносителя. Все эти проблемы придется решать в ближайшие годы, а для этого потребуется множество подготовленных специалистов. Именно поэтому логично, что совещание проводилось именно в Бауманке, кузнице таких кадров.
Можно вспомнить времена, когда слова "Россия – космический извозчик" некоторые эксперты произносили с презрением: мол, что в этом хорошего. А потом пришел Маск, отобрал эту нишу и выяснилось, что "Маск – космический извозчик" – уже круто и современно. Так вот, "кочегар ядерного космического паровоза" – тоже звучит отлично.
Михаил Котов
