ЛУННЫЙ ДОБЫВАЮЩЕ-ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ КОМПЛЕКС НА БАЗЕ АТОМНОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
© А.С.Грибков, В.В.Синявский
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2012 г.
В последнее время космос превращается в производственную силу. На повестке дня стоит начало индустриализации космоса и освоения прежде всего Луны (см. «Луна – шаг к технологиям освоения Солнечной системы». Научные редакторы В.П. Легостаев и В.А. Лопота. М., РКК «Энергия». 2011).
В околоземном космосе лунные кислород и водород могут использоваться как компоненты ракетного топлива для обеспечения транспортных систем, а железо, титан, алюминий, магний, кремний, извлекаемые из лунных пород, могут служить для изготовления элементов и агрегатов солнечных энергетических установок большой мощности и других крупногабаритных конструкций, размещаемых на Луне и на орбитах в пространстве «Земля – Луна». Имеющийся на Луне гелий-3 может стать основой термоядерной энергетики будущего, естественно, после разработки технологии самоподдерживающейся термоядерной реакции на основе гелия-3.
Добывающе-перерабатывающий комплекс с полной переработкой лунного грунта предполагается создавать на базе атомной теплоэлектростанции (АТЭС) электрической мощностью 1 МВт и тепловой - 7 МВт массой 10-12 т. Учитывая отсутствие на Луне атмосферы, в качестве лунной АТЭС может быть использована космическая ядерная энергетическая установка (ЯЭУ), длительное время разрабатываемая в РКК «Энергия» применительно к межорбитальному буксиру «Геркулес» (Синявский В.В. О работах «РКК «Энергия» им. С.П. Королева» в области создания ядерно-энергетических и ядерных электроракетных двигательных установок большой мощности // Ракетно-космическая техника. Труды. Сер. XII. РКК «Энергия». 2007. Вып. 1–2. С. 8–19).
Источником электроэнергии в ней является термоэмиссионный реактор-преобразователь (ТРП) на быстрых нейтронах, охлаждаемый литиевым теплоносителем. Непреобразованное в термодинамическом цикле тепло отводится из ТРП литиевым теплоносителем и сбрасывается в космическое пространство излучением с поверхности холодильника-излучателя на тепловых трубах. ЯЭУ содержит теневую радиационную защиту и радиационно безопасна до пуска реактора.
Произведенная электрическая и тепловая энергия полностью используются добывающе-перерабатывающим комплексом. Передача тепла от литий-ниобиевой системы охлаждения ТРП технологическим агрегатам осуществляется с помощью каскада тепловых труб.
По проведённым оценкам при переработке грунта на глубине 3 м с площадки 300х300 м при полном использовании энергии АТЭС добывающе-перерабатывающий комплекс способен получить в течение года: кислорода – 403 т, железа –122 т, кальция – 86 т, магния – 50 т, алюминия – 79 т, титана – 20 т, кремния –187 т.
Луна, становясь всё более доступной для космических транспортных средств, логикой научно-технического прогресса превращается в один из реальных объектов инфраструктуры современной цивилизации с созданием принципиально новых технологий, многие из которых повысят эффективность и наземных производств.