Программы космической ядерной энергетики и двигательных установок в США сталкиваются с ближайшими операционными вызовами и долгосрочными рисками, несмотря на растущий политический и финансовый импульс вокруг них. На семинаре Space Nuclear Industry Symposium 13 августа правительственные чиновники и представители отрасли рассказали о прогрессе в проектах, включая известный проект NASA Space Reactor 1 Freedom, нацеленный на запуск ядерной электрической двигательной системы к концу 2028 года, а также программу Lunar Reactor 1 по разработке ядерной энергетической системы для использования на Луне.
Aaron Miles, координатор стратегических возможностей Управления по научно-технической политике Белого дома, заявил, что эти программы находятся на пересечении растущего интереса к космическому и ядерно-энергетическому секторам, назвав нынешний этап возможностью, последствия которой могут распространиться на целое поколение. Однако этот интерес не отменяет ограничений, способных повлиять на способность США превратить планы в устойчивую производственную систему.
Топливо HALEU может стать узким местом
Одна из главных проблем связана с высокообогащённым низкообогащённым урановым топливом, известным как HALEU, которое, вероятно, будет использоваться в космических реакторах. Miles отметил, что в настоящее время в США отсутствует линия по производству керамического топлива HALEU, тогда как спрос на это топливо растёт со стороны наземных ядерных реакторных программ, включая малые модульные реакторы.
Министерство энергетики США является единственным действующим внутренним поставщиком HALEU. 23 июля министерство объявило о выделении NASA неуказанного количества топлива для использования в миссии SR-1, а также выделило топливо компании Radiant, специализирующейся на реакторах, после аналогичных выделений другим реакторным компаниям в течение предыдущего года.
Jeremy Kenny, директор Управления передовых ядерно-энергетических технологий NASA, заявил, что доступность HALEU и его цепочка поставок представляют собой положительный вызов, обусловленный расширением деятельности, однако могут превратиться в препятствие при определении приоритетов и обеспечении необходимых объёмов. Среди других упомянутых рисков — цепочки поставок компонентов реакторов, ограниченное число специалистов, сочетающих ядерную и космическую экспертизу, а также небольшое количество доступных наземных испытательных площадок.
Параллельные программы конкурируют за те же ресурсы
Программы NASA не работают в вакууме. Одновременно другие коммерческие и государственные структуры разрабатывают малые ядерные реакторы, что может усилить конкуренцию за топливо, компоненты и специалистов. Один из примеров — программа Janus армии США, нацеленная на разработку микрореакторов для энергоснабжения баз.
Jeff Waksman, первый заместитель помощника министра армии по вопросам объектов, энергетики и окружающей среды, заявил, что армия вскоре объявит названия пяти компаний, выбранных для продолжения разработки микрореакторов в рамках программы, а также базы, которые примут эти реакторы, и общий бюджет. Хотя Janus не сосредоточена на космических применениях, Waksman назвал её передовым направлением для применения передовых ядерно-энергетических технологий, отметив сотрудничество армии с NASA из-за технического пересечения и ограниченности доступной экспертизы.
На практике это означает, что успех космических ядерных программ может частично зависеть от способности наземных и космических программ координировать свои потребности, а не напрямую конкурировать за топливо, кадры и объекты. Miles и Waksman подчеркнули необходимость сотрудничества государственного и частного секторов для создания постоянного промышленного потенциала в области космической ядерной энергетики.
Более отдалённая проблема: что произойдёт после 2029 года?
Опасения не ограничиваются готовностью оборудования. Bhavya Lal, бывшая руководительница NASA в областях технологий, политики и стратегии, предупредила, что нынешняя поддержка программ может быть связана скорее с конкретными людьми и политическими обстоятельствами, чем с устойчивыми институциональными рамками. Она задала прямой вопрос о том, сохранится ли космическая ядерная программа через три года, а именно при вступлении в должность новой американской администрации в январе 2029 года.
Lal считает, что у миссии SR-1 нет достаточно чёткого заказчика. Она несёт технологическую демонстрационную полезную нагрузку, включающую группу марсианских вертолётов под названием SkyFall, однако эта полезная нагрузка может отправиться в рамках другой миссии. Кроме того, программа лунного реактора LR-1 не зависит непосредственно от SR-1. Согласно её аргументации, именно миссии SR-2, SR-3 и SR-4 действительно нуждаются в продолжении SR-1, но их пока не существует.
Такая ситуация несёт практический риск: даже если SR-1 будет запущена по графику в декабре 2028 года, последующая администрация сможет отменить следующие миссии. Эти опасения опираются на исторический прецедент: в 1960-х годах США запустили свой первый космический ядерный реактор SNAP-10A, после чего последующие миссии были отменены.
Что необходимо для закрепления программы?
Lal предложила NASA начать работу над миссией SR-2 до запуска SR-1 и разработать резервные планы на случай задержек миссии. Она также призвала привлечь Конгресс к участию в управлении программой посредством утверждения многолетних финансовых ассигнований, а не ограничиваться информированием законодателей о ходе проекта.
Эти предложения показывают, что вызов заключается не только в запуске одного реактора, но и в создании непрерывной цепочки финансирования, производства, испытаний и последующих миссий. Без такой преемственности США могут успешно провести отдельную технологическую демонстрацию, но не обязательно создадут масштабируемый и устойчивый космический ядерный потенциал.