Американские компании Antares и Exlabs подписали соглашения о сотрудничестве в разработке космического зонда с ядерным двигателем. В ее рамках разработчики планируют вывести реактор в космос уже в 2020-х годах — впервые в XXI веке.
Глава разработчиков американского частного стартапа Antares в заявлении для СМИ сказал: «Слишком долго космическая ядерная энергетика существовала только в виде концептуальных исследований, теперь настало время строить». Это высказывание фактически неверно: первый ядерный реактор был запущен в космос из США в 1965 году, 60 лет назад. Еще 34 ядерных реактора вывел на орбиту СССР. Правда, после его ликвидации такие события происходить действительно перестали.
Представители стартапов отметили, что в их понимании цели для таких реакторов — военные и окололунные космические аппараты. В рамках сотрудничества компании планируют вывести первый спутник с ядерным реактором на борту на геостационарную орбиту в 2028-2029 годах. Такие орбиты в США часто выбирают для спутников военного назначения. Для них же характерно значительное энергопотребление, делающее ядерный реактор востребованным.
В то же время существующие типы военных спутников Штатов не имеют энергетических потребностей выше киловаттных уровней. С учетом высокой эффективности солнечных батарей в космосе ядерное энергоснабжение для них выглядит избыточным. Возможно, нишей для своих энергосистем стартапы видят спутники системы «Золотой купол», создание которой объявил целью своей администрации Дональд Трамп. Часть таких аппаратов заявлены как лазерные платформы, которые должны сбивать головные части межконтинентальных баллистических ракет с ядерными боеголовками. Для таких орбитальных систем ядерный реактор в теории может быть выгоднее солнечных батарей.
Атомные реакторы для космоса имеют ряд черт, делающих их разработку непростой. Там не используются типичные для Земли водо-водяные реакторы (слишком большая масса). Напротив, тепло от активной зоны отводят жидким металлом (например, смесью натрий-калий, если брать орбитальные реакторы XX века) или газом (в проектах космического реактора с газовой турбиной).
Работающие реакторы таких типов в США давно отсутствуют, разрабатывать их с нуля будет непросто. Выведение их в космос американским (как, впрочем, и любым другим) игроком в 2020-х реализовать будет очень трудно: за оставшиеся пять лет создать надежно работающий реактор проблематично.
Дополнительная сложность: для систем «Золотого купола» нужны мощности от десятков-сотен киловатт и выше. Это значит, что для выработки электричества им потребуется газовая турбина. Такие турбины закрытого цикла на сегодня не доведены до серии нигде в мире. Причина в том, что НИОКР турбины вообще очень сложны. А турбина закрытого цикла требует высоких давлений и экзотических газов — то есть будет намного сложнее, чем любая строящаяся на Земле сегодня. Только по этой части атомных мини-электростанций разработки могут тянуться десятилетие или больше.
Поэтому, вероятнее всего, первый демонстрационный реактор Antares и Exlabs выведут в космос с уменьшенной мощностью, снимаемой термоэлектрическими генераторами. Скорее всего, они не будут мощнее нескольких киловатт. Но после их пуска американскому Минобороны станет проще выделить стартапам деньги на исключительно непростую разработку газовой турбины закрытого цикла для космоса.