Плутоній-238 довго був єдиним практичним джерелом енергії для космічних кораблів за межами орбіти Марса, де сонячне випромінювання занадто слабке. Однак його запаси стрімко закінчуються, як закінчилася колись Холодна війна, яка їх і породила. Причому навіть у безальтернативного сьогоднішнього постачальника - Росії. У США, повністю залежних від цього джерела, є деяка його кількість на складах, але до кінця десятиліття вичерпаються і ці запаси.

Є різні схеми розгортання виробництва плутонію-238. Однак навіть для NASA вони дорогі. Саме тому дослідники з Лос-Аламоської національної лабораторії мають намір створити ядерний реактор розміром... з футбольний м'яч, інтегрований у головну частину автоматичного космічного зонда.

Демонстраційний реактор вражає ... своєю мініатюрністю. (Фото LANL.)

Так, це приблизно те, що пророкував великий Азімов ще до появи відкритої інформації про ядерну бомбу, що розроблялася, до речі, у тій же лабораторії. Стоп, скажете ви, але ж це технічно неможливо! Навіть якщо сам реактор там і вміститься, то як бути з системою забезпечення безпеки, радіаційним захистом і іншим?

Концепція вкрай мінімалістична. Циліндр з 22,5 кг урану діаметром приблизно у 10 см забезпечений виїмкою для стержня сповільнювача, виготовленого з карбіду бору. Тепловідвід планується за допомогою теплових трубок, тобто пристрою, яке відоме вам по вашому ноутбуку, якщо, звичайно, ви хоч раз розбирали це примхливе дитя китайської кремнієвої індустрії. Всередині такої трубки знаходиться рідина, що забезпечує тепловідвід без використання будь-яких рухомих частин.

Таких трубок - тільки більших і довших - буде вісім, усього вісім. А активна зона поміщається у головну частину зонда, оточену берилієвим відбивачем, діаметр якого всього 25 см. У висоту активна зона не перевершує 30 см. Тепло, відведене за допомогою трубок, приводить в дію вісім мікростірлінгів (по числу теплових трубок), що забезпечують до 500 Вт енергії протягом дуже довгого часу (період напіврозпаду урану досить великий). Вага кожного мікростірлінга - 1,35 кг.

Захисне дзеркало служить екраном для хвостових компонентів (електроніки та приладів) космічного апарату, не даючи їм заснути радіації з головної частини. При виведенні на орбіту стрижень сповільнювача засунуть до упору, так що навіть у разі аварії розплавлення активної зони не загрожує. Лише після активації АМС (автоматичної міжпланетної станції) стрижень висувається з активної зони, запускаючи реактор.

За повідомленням лабораторії, її фахівці вже випробували прототип потужністю у 24 Вт. Сталося це на дослідному виробництві ядерного полігону у Неваді - там, де раніше остаточно збирали експериментальні ядерні боєприпаси. Ясно, що поки головною перевагою такої схеми є те, що уран, на відміну від плутонію-238, у США є, і у великих кількостях. Однак у таких реакторів перед традиційними радіоізотопними джерелами енергії для далеких космічних місій є й інші переваги. Відзначається, що розглянуте компонування можна буде масштабувати до дуже великих розмірів, які можна було б використовувати для енергопостачання марсіанської бази, так само як і в інших віддалених від Сонця районах.

До речі, вартість створення прототипу вражає. «Можливо один із найважливіших аспектів цього експерименту - те, що його реалізація від концепту до завершення зайняла всього шість місяців і коштувала менше мільйона доларів», - повідомив Девід Діксон (David Dixon), один з інженерів Лос-Аламоської лабораторії.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: science.compulenta.ru