Энергия для поколения «Артемиды»: NASA и DOE разрабатывают лунный ядерный реактор

В рамках шага, знаменующего смену парадигмы долгосрочного освоения Луны, NASA и Министерство энергетики США (DOE) официально закрепили партнерство по разработке реакторов ядерного деления для использования на Луне. Это сотрудничество, оформленное в виде Меморандума о взаимопонимании (MOU) и объявленное в середине января 2026 года, направлено на преодоление самого значительного препятствия, стоящего перед программой Artemis: обеспечения непрерывного и мощного энергоснабжения. По мере того как агентство переходит от краткосрочных высадок к созданию постоянной лунной инфраструктуры, разработка систем ядерного деления на поверхности (Fission Surface Power, FSP) стала технологическим краеугольным камнем для выживания в суровых условиях Луны и, в конечном итоге, для отправки человеческих экспедиций к Марсу.

Энергетические вызовы лунной поверхности

Лунная среда ставит перед исследователями уникальный ряд задач, которые традиционная солнечная энергетика — основа освоения космоса на протяжении десятилетий — не может решить в полной мере. Один лунный день длится примерно 708 часов, что включает в себя изнурительный 354-часовой (14-дневный) период темноты. Во время лунной ночи температура падает почти до -173 градусов по Цельсию (-280 градусов по Фаренгейту). Без постоянного источника тепловой энергии чувствительная электроника и системы жизнеобеспечения выйдут из строя, что фактически положит конец любой миссии, требующей длительного присутствия человека. Солнечные батареи, эффективные днем, требуют огромных и тяжелых систем хранения энергии на аккумуляторах, чтобы перекрыть двухнедельный перерыв в освещении, что делает их логистически невыгодными для энергоемких промышленных применений.

Ядерное деление обеспечивает надежное энергетическое решение с высокой плотностью энергии, работающее независимо от солнечного света. Согласно отчету Джеффа Фоста (Jeff Foust) для SpaceNews, программа FSP направлена на создание системы, способной генерировать не менее 100 киловатт энергии — этого достаточно для одновременного обеспечения нескольких обитаемых модулей и установок по добыче ресурсов. В отличие от солнечных панелей, которые должны быть огромными для улавливания достаточного количества энергии, ядерный реактор компактен и может быть размещен в постоянно затененных регионах, таких как южный полюс Луны, где, как полагают, залегает водяной лед. Такая стабильность жизненно важна для поддержания теплового режима и предотвращения катастрофического «промерзания» оборудования во время долгой лунной ночи.

Стратегическое партнерство NASA и DOE

Разделение труда в рамках этого межведомственного соглашения опирается на сильные стороны двух самых технически продвинутых организаций США. Согласно Меморандуму о взаимопонимании, подписанному администратором NASA Джаредом Айзекманом (Jared Isaacman) и министром энергетики Крисом Райтом (Chris Wright), NASA выступит основным спонсором и руководителем программы. Агентство отвечает за определение требований миссии и предоставление необходимых данных для обеспечения соответствия реакторов стандартам безопасности космических полетов. Напротив, DOE обеспечит технический надзор за проектированием реакторов и соблюдением нормативных требований. Важно отметить, что DOE поручено предоставить около 400 килограммов низкообогащенного урана с повышенным содержанием изотопов (HALEU), который послужит топливом как для наземных испытательных установок, так и для будущего летного реактора.

Это сотрудничество имеет прецеденты: NASA и DOE десятилетиями работали вместе над радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ) для глубоких космических зондов, таких как Voyager и Perseverance. Однако, как отметил министр Райт в своем заявлении, этот проект представляет собой «одно из величайших технических достижений в истории ядерной энергетики и освоения космоса». Соглашение оптимизирует процесс адаптации наземного опыта в ядерной энергетике к требованиям космического оборудования, гарантируя, что программа FSP будет придерживаться графика с целевой датой запуска к концу 2029 года. Такое стратегическое взаимодействие является обязательным условием для реализации более широкой цели программы Artemis по установлению «Золотого века» открытий.

Технология ядерных систем деления на поверхности

Система FSP использует небольшой ядерный реактор для генерации тепла, которое затем преобразуется в электроэнергию с помощью системы преобразования энергии, такой как двигатель Стирлинга или турбина, работающая по циклу Брайтона. В вакууме лунной поверхности управление теплом является критической инженерной задачей. В то время как реактор генерирует тепло для производства энергии, он также должен сбрасывать избыточное отработанное тепло через специализированные радиаторы. Текущие цели проектирования предусматривают создание системы класса 100 киловатт, достаточно прочной, чтобы выдержать запуск на ракете и посадку на лунную поверхность без нарушения целостности защиты или топливной оболочки.

Решение использовать топливо HALEU является значительным поворотом в методологии программы. Как подчеркивалось во втором проекте «Объявления о предложениях о партнерстве» (AFPP), опубликованном в декабре 2025 года, NASA теперь прямо требует использования HALEU для согласования с «текущими разработками в области наземных микрореакторов». HALEU содержит от 5% до 20% урана-235, обеспечивая более высокую плотность энергии, чем низкообогащенный уран, используемый на коммерческих электростанциях, при этом оставаясь ниже уровня обогащения, вызывающего опасения в плане распространения ядерного оружия. Этот выбор балансирует потребность в высокой производительности с глобальными стандартами безопасности и тенденциями в отечественной промышленности.

Логистика и система высадки человека

Один из наиболее заметных сдвигов в стратегии NASA касается логистики доставки. В предыдущих черновиках предложений по программе ожидалось, что коммерческие партнеры сами обеспечат транспортировку на Луну. Однако пересмотренный AFPP указывает на то, что NASA теперь предоставит услуги по запуску и посадке через свою программу Human Landing System (HLS). Это означает, что реактор, скорее всего, будет доставлен на лунную поверхность тяжелой ракетой-носителем, эксплуатируемой либо SpaceX, либо Blue Origin — основными подрядчиками миссий по высадке в рамках программы Artemis.

Это изменение упрощает задачу разработчиков ядерных систем, позволяя им сосредоточиться исключительно на проектировании реактора, а не на орбитальной механике и спуске на Луну. Ожидается, что предложения от промышленности представят стратегии интеграции их конструкций реакторов напрямую с командами подрядчиков HLS. Такой комплексный подход гарантирует, что реактор, который будет представлять собой тяжелый и чувствительный груз, будет обслуживаться той же инфраструктурой, которая доставит следующее поколение астронавтов на южный полюс Луны, тем самым снижая риски миссии и оптимизируя сроки реализации Artemis.

Влияние на программу Artemis и последующие этапы

Внедрение ядерной энергии на Луне — это не просто вопрос удобства; это фактор, обеспечивающий возможность использования ресурсов на месте (In-Situ Resource Utilization, ISRU). Чтобы устойчиво пребывать на Луне, астронавты должны в конечном итоге «жить за счет земли», добывая кислород из лунного реголита и воду из подповерхностного льда. Эти процессы химической экстракции энергоемки и требуют постоянного источника питания высокой мощности, который солнечные панели не могут надежно обеспечить в масштабе. 100-киловаттный реактор облегчит промышленную переработку лунных материалов, прокладывая путь к производству ракетного топлива и воздуха, пригодного для дыхания.

Более того, программа FSP служит важным испытательным полигоном для будущих пилотируемых миссий на Марс. Путешествие к Красной планете сопряжено с большей продолжительностью и еще более экстремальными экологическими ограничениями, включая пыльные бури, которые могут скрывать солнце на месяцы. Технология, разработанная для лунной поверхности — компактные, надежные и долговечные реакторы деления — будет напрямую масштабироваться для марсианских миссий. Осваивая ядерную энергетику на Луне, NASA фактически закладывает энергетический фундамент для экспансии человечества вглубь Солнечной системы.

Вопросы безопасности, устойчивости и общественного мнения

Внедрение ядерного материала в программы по освоению космоса требует строгого соблюдения протоколов безопасности и международных договоров. NASA и DOE подчеркнули, что реакторы не будут активированы до тех пор, пока они не достигнут конечного пункта назначения на лунной поверхности, что гарантирует отсутствие ядерного деления на этапах запуска или транзита. Эта стратегия «холодного запуска» значительно снижает риск радиоактивного заражения в случае аварии при запуске. Кроме того, использование топлива HALEU снижает риск долгосрочных экологических опасностей по сравнению с более высокообогащенными альтернативами.

Устойчивость и вывод из эксплуатации также занимают центральное место в долгосрочном планировании программы. Ведомства разрабатывают процедуры безопасной утилизации реакторов в конце их срока службы, что, вероятно, повлечет за собой «захоронение» в стабильных лунных кратерах или назначенных зонах изоляции. Еще одним приоритетным направлением является защита астронавтов от радиации: в проектах используется либо сам лунный реголит, либо современные синтетические материалы для создания буфера между реактором и обитаемыми модулями. Эти меры призваны гарантировать, что лунная колония останется безопасной средой для ученых и исследователей на десятилетия вперед.

Что ждет Fission Surface Power в будущем

По состоянию на конец января 2026 года представители отрасли ожидают окончательную версию Объявления о предложениях о партнерстве (AFPP). Хотя в выпуске этого финального приглашения возникли небольшие задержки, NASA заверило потенциальных коммерческих партнеров, что у них будет 60-дневное окно для подачи своих предложений после публикации документа. Обратная связь по более ранним проектам уже сформировала более согласованную и логистически обоснованную структуру, подчеркивающую важность топлива HALEU и интеграции с HLS.

Предстоящие месяцы станут решающими, так как частный сектор — от традиционных аэрокосмических гигантов до специализированных ядерных стартапов — представит свое видение первого лунного реактора. С целевой датой запуска в конце 2029 года нарастает необходимость перехода от теоретических моделей к готовому к полету оборудованию. Это партнерство между NASA и DOE представляет собой нечто большее, чем просто техническое соглашение; это приверженность созданию необходимой инфраструктуры будущего, гарантирующей, что когда будет сделан следующий гигантский скачок, свет не погаснет.