Лунная дорога: кто первым построит ядерную энергоустановку на спутнике Земли

Атомные реакторы давно рассматривают как наиболее перспективный вариант энергообеспечения лунных, а затем и марсианских баз. О планах построить АЭС на Луне заявили США, Китай и Россия. Недавно к ним присоединилась Канада. Насколько реально сегодня выполнить такую задачу? И кто ближе к успеху? Мы обратились за ответами к экспертам.

«Луна — ​естественный объект для космических исследований, их ведут все лидирующие в этой области страны, — ​говорит президент Российской академии космонавтики им. Циолковского Игорь Бармин. — ​Если создавать обитаемую лунную станцию, то в первую очередь встает вопрос об обеспечении ее энергией. На Луне, где ночь длится две недели, рассчитывать только на солнечные батареи нереально. Потому интерес стран, участвующих в лунной гонке, к проектам ядерных источников энергии вполне объясним».

Команда Канады и США

Канадский проект лунной АЭС планируется реализовать в рамках программы строительства обитаемой станции на поверхности Луны Artemis (см. справку). По данным СМИ, Канадское космическое агентство (CSA) перевело компании Canadian Space Mining 1 млн канадских долларов (710 тыс. долларов США) на разработку ядерного реактора на низкообогащенном уране. Еще 500 тыс. канадских долларов (357,1 тыс. долларов США) на «разработку алгоритмов и средств автономного управления установкой ядерной энергетической системы на поверхности Луны» получила фирма MDA Space, поставщик манипуляторов серии Canadarm для Международной космической станции. Реактор может быть доставлен на Луну с одной из миссий Artemis, в которой участвует и Канада. Установить его планируется к 2030 году.

Канадцы не единственные проектанты атомной станции на Луне у НАСА. В июне 2022 года агентство выбрало три американские компании для разработки концептуальных проектов реактора. Мощность установки должна была быть 40 кВт, срок эксплуатации — ​не менее 10 лет. Проект атомной энергетики на Луне назвали Fission Surface Power. Однако сообщений о создании рабочих проектов атомной станции на Луне так и не появилось.

Тем временем НАСА обновило техзадание: ядерная установка должна быть в 2,5 раза мощнее — ​100 кВт. Возможно, тандем Canadian Space Mining и MDA Space будет продуктивнее.

Команда Китая и России

Стремление НАСА ускорить работу над бесперебойным источником энергии для лунной станции объясняется обострением конкуренции. В апреле этого года главный инженер китайской миссии «Чанъэ‑8» Пэй Чжаоюй в ходе международной презентации объявил, что Россия и Китай планируют начать строительство лунной АЭС уже в 2028 году. Она обеспечит Международную лунную исследовательскую станцию (ILRS, см. справку) стабильной и долговременной энергией — ​ключевым ресурсом для поддержания жизни и научной работы на Южном полюсе Луны. Реактор может быть введен в эксплуатацию к 2035 году, сообщали мировые СМИ.

«Важным вопросом для ILRS является энергоснабжение. В этом у России есть естественное преимущество: когда речь идет об атомных станциях, особенно в космосе, она лидирует в мире, опережая США», — ​заявил тогда главный конструктор китайской лунной программы У Вэйрен.

КНР и США синхронно движутся к созданию баз в районе Южного полюса Луны к 2035 году. Китайский план включает не только миссию «Чанъэ‑8», но и масштабный международный проект 555 — ​участие в ILRS 50 стран, 500 научных учреждений и 5 тыс. исследователей.

Нетривиальная задача

«Мы вдохновлены задачей создания налунной атомной электростанции. Мощность — ​до 10 кВт, срок службы — ​до 10 лет. Если не ошибаюсь, вес атомной энергетической установки не должен превышать 1,1 т. Таких задач человечество еще не решало. Но они записаны в космическом нацпроекте, поэтому мы просто обязаны их решить», — ​заявил на пленарном заседании Международного форума «Российская энергетическая неделя — ​2025» гендиректор «Росатома» Алексей Лихачев.

Задача действительно нетривиальная. Ночь на Луне длится почти 15 земных суток, температура достигает –173 °C. Для добычи водяного льда из полярных кратеров, получения кислорода и водорода для ракетного топлива, энергообеспечения лазерных систем связи нужен атомный реактор. Кроме того, по оценке Игоря Бармина, для жизнеобеспечения каждого космонавта на лунной станции требуется не менее 1,5 кВт электроэнергии в сутки.

Детали российских разработок не раскрываются. Завесу тайны приоткрыли в Национальном исследовательском Московском государственном строительном университете (МГСУ, один из участников проекта).

«Все работы [по строительству АЭС на Луне] планируется выполнить роботизированными комплексами. По предварительным оценкам, возведение станции займет 54 дня. Срок ее службы — ​около 10 лет. После ядерные установки могут быть утилизированы с целью минимизации ущерба для лунной экосистемы, а защитное сооружение — использовано повторно», — ​приводит пресс-­служба вуза слова доцента МГСУ Вячеслава Белова.

По замыслу ученых, в центре АЭС разместится группа компактных реакторов на быстрых нейтронах, которые будут вырабатывать электроэнергию по термоэлектрическому принципу. Мощность одной установки — ​10 кВт.

«В концепт­проекте мы учли, как будут размещаться ядерные энергетические установки, как обеспечить их безопасную работу в течение всего срока службы станции, возможность повторного использования строительных конструкций. Также мы учли природные и климатические условия Луны и архитектурно­строительные аспекты, из каких материалов можно сделать защитную конструкцию», — ​рассказывала автор проекта Светлана Сазонова (цитата по материалам пресс­службы МГСУ).

Атомная станция на Луне не то же, что атомная станция на Земле, обращает наше внимание директор Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович: «Это малый модульный реактор, который умещается и в ракету, и в посадочный аппарат, который с этим реактором сможет прилуниться. То есть довольно компактный объект. Как ядерная батарейка, но немножко увеличенная в размере и с другим механизмом работы».

Землянам лучше объединиться

Разработка проекта малого модульного реактора для космической станции — ​полдела, отмечают эксперты. Построенный и протестированный на Земле реактор еще нужно доставить на Луну. А для этого требуется тяжелая ракета­носитель с модулем, который гарантированно безопасно прилунится. Сейчас практически половина автоматических лунных аппаратов разбивается при посадке. «Такую задачу на сегодняшний день способны потянуть три страны: Китай, США и Россия, и то скорее с демонстрационными целями, — ​считает Анатолий Петрукович. — ​Чтобы создать полноценную лунную базу для регулярной работы космонавтов и ученых, необходима широкая международная кооперация. И тогда можно говорить о реальной отработке на Луне технологий, которые поспособствуют глубокому исследованию, а потом и освоению Марса».

«Всегда проще и дешевле перераспределять нагрузку между несколькими участниками, и тут все зависит от договоренностей лидеров стран, космических агентств, — ​добавляет Игорь Бармин. — ​К тому же надо четко сформулировать задачи исследований. Добыча ресурсов на Луне и их транспортировка на Землю в настоящий момент мне кажутся маловероятными. А вот научные исследования, размещение на Луне постоянной обсерватории — ​направление перспективное».

Справка

Проект НАСА Artemis состоит из двух этапов. Задача Artemis I — тестирование систем исследования дальнего космоса: запуск беспилотного корабля Orion на ракете-носителе Space Launch System. Этап Artemis II — ​отправка на окололунную орбиту пилотируемого корабля Orion. Астронавты пристыкуют его к шлюзу и перейдут в модуль посадки на поверхность Луны. Проведя исследования, они вернутся на Orion на Землю.

Китайско-­российский проект ILRS тоже двухэтапный. Предположительно в 2028 году Пекин запустит модуль «Чанъэ‑8», который высадит первых китайских космонавтов на поверхность Луны. Технику для строительства автоматизированной базы перебросят пять сверхтяжелых ракет (запуск запланирован на 2030–2035 годы). Среди полезных грузов на спутник Земли должны доставить парк луноходов и прыгающих роботов, которые обеспечат мобильность в условиях низкой гравитации. Луноходы будут вести наблюдения, собирать образцы и перевозить материалы. Они же подготовят стройплощадку для лунной базы и АЭС.