США, Россия и Китай хотят разместить ядерные реакторы на Луне: ученые бьют тревогу

В конце августа NASA обратилось к подрядчикам с просьбой подготовить ядерный реактор, способный выдержать космический полет и работать без технического обслуживания вблизи южного полюса Луны. Это может звучать как научная фантастика, но агентство хочет, чтобы он был готов к запуску к декабрю 2030 года. Так как Россия стремится запустить лунный реактор к 2036 году в рамках секретного партнерства с Китаем, сообщает NY Times.

Соединенные Штаты и Китай хотят первыми создать лунную базу, начать поиск полезных ресурсов и запустить миссии вглубь Солнечной системы. Контроль доступа к лунным ресурсам имеет жизненно важное значение для этой миссии. Обе сверхдержавы считают, что ядерный реактор является центральным элементом этих амбиций.

Страны планируют запустить свои реакторы только после достижения Луны. Однако некоторые ведущие ученые предупреждают, что правительства действуют слишком поспешно в эпоху освоения космоса, которая уже пережила ряд крупных катастроф. За последние шесть лет несколько китайских, американских и российских ракет вышли из строя и взорвались, а российский посадочный модуль разбился о Луну. Космический мусор регулярно падает на Землю.

"Космическая гонка будет продолжаться всегда, и если в нее добавить ядерную энергетику, то ситуация может принять потенциально более опасный оборот", — заявил Эдвин Лайман, директор по безопасности ядерной энергетики в Союзе обеспокоенных ученых.

Анализ технических спецификаций, закупочной документации и научных исследований, а также интервью с представителями отрасли, государственными чиновниками и критиками, позволяют получить наиболее ясное на сегодняшний день представление о том, что США и Китай хотят делать с Луной.

США, Китай и РФ собираются строить на Луне ядерные реакторы — что известно

Примечательно, но ядерную энергетику КНР доверил России, так как еще во времена СССР на орбиту было запущено более 30 реакторов, а на территории РФ есть необогащенный уран.

"У России практически нет конкурентов в области космической ядерной энергетики", — заявил президент Института Курчатова Михаил Ковальчук российскому информационному агентству ТАСС. Этот институт участвует в разработке лунного реактора.

NASA пытается наверстать упущенное. Агентство запустило реактор в 1965 году, но остановило его работу после аварии на другом космическом аппарате. С тех пор Соединенные Штаты потратили более 20 миллиардов долларов на космические ядерные программы, но реактор запустить им не удалось.

Гонка за лунным реактором — это не только исследование космоса, но и демонстрация мощи. Президент Трамп объявил о своем превосходстве в космосе частью своей программы "Америка прежде всего". Аналогичные заявления сделали Си Цзиньпин и Путин.

Любая постоянная база на Луне нуждается в надежном электроснабжении. Ядерные реакторы не нуждаются в солнечном свете для работы и могут быть компактными. По данным NASA и Института Курчатова, при правильной конструкции они требуют минимального вмешательства человека.

Москва поручила своим государственным ведомствам к 2036 году разработать лунный реактор под названием "Селена" для обеспечения электроэнергией лунных станций, возглавляемых Китаем. "Селена" будет вырабатывать до 10 киловатт электроэнергии и сможет работать автономно в течение десяти лет. Она будет иметь общие черты с более ранним реактором, разработанным для работы в Арктике.

NASA ускорило сроки реализации проекта, опасаясь, что российско-китайский реактор может создать фактическую зону отчуждения на Луне. Ожидается, что лунный реактор № 1 будет производить 20 киловатт электроэнергии (примерно столько же, сколько потребляют 16 американских домов) и работать в течение пяти лет без вмешательства.

В качестве первого шага NASA планирует использовать ядерную энергию для разгона космического аппарата до Марса в декабре 2028 года. Подобное еще никогда не делалось.

По данным Белого дома, параллельно Пентагон намерен разработать собственные космические реакторы для развертывания на орбите и на Луне .

Сроки реализации проектов неоднократно сдвигались, и эксперты скептически относятся к тому, что Китай и США уложатся в заявленные сроки. Ни у кого нет проверенного посадочного модуля, способного сбрасывать тяжелый, потенциально радиоактивный материал на неровную лунную поверхность. Никто никогда не устанавливал реактор в условиях низкой гравитации.

Лунные базы еще не построены, и вопрос о том, сколько электроэнергии им потребуется, остается открытым. Именно поэтому эксперты говорят, что конструкция реактора может измениться полностью или частично.

Ядерные реакторы на Луне — это опасная затея

Соединенные Штаты и Россия заявляют, что их реакторы будут неработоспособны — то есть не будут облучены — до прибытия на Луну. Это снизит риск. Инженеры-ядерщики утверждают, что "холодное" урановое топливо представляет собой незначительную радиоактивную угрозу, даже если оно упадет на Землю.

Тем не менее, все может пойти не так, особенно во время контролируемого взрыва при запуске ракеты. Если реактор упадет в океан, то вода замедлит нейтроны, повышая вероятность их расщепления атомов. Это может привести к катастрофическим последствиям, вызвав критическое состояние реактора, то есть цепную реакцию расщепления атомов с выделением радиации. Риск реален, поскольку большинство стартовых площадок расположены вблизи водоемов.

Эксперты-ядерщики утверждают, что это, вероятно, произошло в России в 2019 году, когда крылатая ракета с реакторным двигателем вышла из строя и упала в Белое море. По данным Государственного департамента США, при попытке извлечения ракеты произошла ядерная реакция. По меньшей мере пять рабочих погибли. Россия опровергла эти утверждения и заявила, что ракета не работала на реакторе.

Технические требования NASA предусматривают конструкцию, способную предотвратить подобный исход. Российская государственная компания "Росатом" отказалась от комментариев, заявив, что ее космическая программа засекречена. Институт Курчатова, отвечающий за научные исследования, и Роскосмос, отвечающий за российскую космическую программу, не ответили на вопросы. Министерство иностранных дел Китая и Китайское агентство пилотируемых космических полетов также не ответили на вопросы.

Другой риск — это неисправность, которая может привести к возвращению реактора на Землю после завершения работы. В 1978 году неконтролируемое возвращение в атмосферу российского спутника с ядерным двигателем "Космос-954" привело к рассеиванию радиоактивных веществ на территории площадью почти 48 000 квадратных миль на севере Канады.

В Соединенных Штатах любой космический реактор должен быть проверен экспертами из семи ведомств. Но исключить аварии невозможно.

"Авария определяется как ситуация, когда что-то идет не по плану", — сказал Р. Скотт Кемп, доцент кафедры ядерной науки и техники Массачусетского технологического института.

Доктор Кемп заявил, что на Луне вероятность несчастных случаев выше. На Земле реакторы заключены в защитные оболочки, строительство которых на Луне было бы чрезвычайно дорогостоящим и технически сложным. NASA заявило, что его реактор будет экранирован. По словам экспертов, лунные реакторы, вероятно, будут окружены запретными зонами для снижения радиационного риска для астронавтов и оборудования.

По словам доктора Кемпа, при недостаточной защите от радиоактивных осадков даже небольшие аварии приведут к гораздо большему их количеству. На Луне нет ветра, но из-за меньшей гравитации обломки могут разлетаться на большие расстояния после взрыва.

На Земле, когда реактор достигает конца своего срока службы, его вывод из эксплуатации — это сложный и трудоемкий процесс, занимающий годы. На Луне же и NASA, и российские агентства заявляют, что просто оставят радиоактивные материалы на спутнике Земли.

Во всех своих технических и закупочных документах НАСА заявляет, что будет использовать ядерное топливо, которое не является высокообогащенным и считается наиболее безопасным для перспективных реакторов.

Однако, по мнению некоторых экспертов, геополитическая обстановка и сжатые сроки могут осложнить ситуацию.

В последнем космическом реакторе, испытанном NASA в 2018 году, использовался высокообогащенный уран, который легче и дешевле в запуске, чем другие виды топлива. Однако первая администрация Трампа не одобряла использование этого топлива, поскольку оно могло бы в конечном итоге стать ядерным оружием.

Теперь NASA хочет использовать топливо, известное как высокообогащенный низкообогащенный уран, которого в Соединенных Штатах не хватает. Россия является крупнейшим производителем, но США запретили импорт российского урана с 2024 года из-за войны в Украине.

Документы NASA показывают, что ведомство ожидает, что Министерство энергетики выделит низкообогащенное топливо для космических реакторов. Однако само правительство испытывает трудности с производством достаточного количества топлива.

Российско-китайский альянс не раскрыл, какой тип топлива будет использоваться. В более старых российских космических реакторах использовалось высокообогащенное топливо.

Американская космическая программа может стать благом для компаний, производящих микрореакторы, способные генерировать до 10 мегаватт электроэнергии. Эти дорогостоящие реакторы слишком малы, чтобы удовлетворить энергетические потребности центров обработки данных, но они нашли свою нишу в космической и военной сферах.

В прошлом месяце Пентагон выбрал компанию Antares для разработки и демонстрации микрореактора для космоса. Antares вошла в число пяти компаний, успешно проведших испытания реакторов этим летом в рамках программы, реализуемой Министерством энергетики. Компания заявила, что будет участвовать в тендерах на контракты NASA и Пентагона.

Микрореакторы в конечном итоге могут оказаться на Луне, но ни один из них еще не доказал свою эффективность и не готов к использованию. Фундаментальные вопросы безопасности — как отводить тепло, как защищать реактор, как поддерживать его структурную целостность — до сих пор полностью не решены.

Также сообщалось, что известно о Космических войсках США.