Некоторые аспекты исследования возможности строительства АЭС на Луне

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Вопрос освоения космического пространства является приоритетным в развитии любого крупного государства, так как, решая технологичные задачи, приводит к будущему прогрессу. Очевидно, что такое освоение невозможно без устройства устойчивого источника энергии непосредственно в космическом пространстве. Материалы исследования посвящены концептуальному изучению возможности строительства стационарной АЭС на Луне. Проведен обзор открытых источников информации на наличие уже существующих или находящихся на стадии разработки ядерных энергетических установок, способных работать в «лунных условиях», а также отвечающих требованиям безопасной эксплуатации и утилизации, подобраны конкретные модели ракетоносителей тяжелого и сверхтяжелого класса (существующие и концептуальные), при помощи которых возможно транспортировать до Луны полезную нагрузку величиной от 10 т и более. На основании анализа данных о реакторных установках и сведений об условиях эксплуатации и строительства на Луне сформировано концептуальное решение «многоразовой» ограждающей конструкции стационарной АЭС на Луне, которая выполняет роль защиты от падения космических тел, радиационных амплитудных колебаний и солнечного излучения (тепла солнечного света). Представлены основные принципиальные концепты этапов строительства, эксплуатации и утилизации, для которых показана проблематика создания, развития и утилизации ядерных установок и стационарной ограждающей конструкции АЭС в условиях отсутствия атмосферы (космического тела), существующих на данный момент и требующих исследования в течение ближайшего десятилетия.

Об авторах

Вячеслав Васильевич Белов

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: boks-obn@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-6246-6100

кандидат технических наук, доцент кафедры строительства объектов тепловой и атомной энергетики

Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Светлана Андреевна Сазонова

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: s.sazonovaa17@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4025-2053

студент, кафедра строительства объектов тепловой и атомной энергетики

Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Список литературы

  1. Sherwood B. Principles for a practical Moon base. Acta Astronautica. 2019;160:116-124. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.04.018
  2. Ponomarev-Stepnoi NN. Nuclear power engineering in space. Atomic Energy. 1989;66(6):371-373. (In Russ.)
  3. Bennett GL. Introduction to space nuclear power and propulsion. In: Greenspan E. (ed.) Encyclopedia of Nuclear Energy. Elsevier; 2021. p. 155-167. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819725-7.00133-1
  4. Fribourg Ch, Roux JP. Nuclear power generation for planetary exploration why not a pwr? Acta Astronautica. 2000;47(2-9):91-95. https://doi.org/10.1016/S0094-5765(00)00047-3
  5. Taylor GJ. Lunar science: using the Moon as a testbed // Lunar and Planetary Instruments, Workshop on Advanced Technologies for Planetary Instruments. Part 1. Lunar and planetary Exploration. 1993, January 1. Available from: https://ntrs.nasa.gov/citations/19930019632 (accessed: 15.03.2022).
  6. Sherwood B. Principles for a practical Moon base. Acta Astronautica. 2019;160:116-124. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.04.018
  7. Zubrin R. The Moon - Mars Initiative: making the vision real. Futures. 2009;41(8):541-546. https://doi.org/10.1016/j.futures.2009.04.018
  8. Rosen R, Schnyer AD. Civilian uses of nuclear reactors in space. Science & Global Security. 1989;I:147-164
  9. Meloy TP, Williams MC. The Moon then Mars. Minerals Engineering. 2002;15(3):115-121. https://doi.org/10.1016/S0892-6875(02)00009-2
  10. Murray WS, Antonellis R. China’s Space Program: the dragon eyes the Moon (and Us). Orbis. 2003;47:4645-4652. https://doi.org/10.1016/S0030-4387(03)00084-X
  11. Nguyen T. Powering human settlements in space. ACS Central Science. 2020;6(4):450-452. https://doi.org/10.1021/acscentsci.0c00382
  12. Kukharkin NE, Ponomarev-Stepnoy NN, Usov VA. Space nuclear power engineering (nuclear reactors with thermoelectric and thermal emission conversion - “Romashka” and “Yenisei”). 2nd ed., suppl. Moscow: IzdAT Publ.; 2012. (In Russ.)
  13. Bogush IP, Gryaznov GM, Zhabotinsky EE, Makarov AN, Serbin VI, Trukhanov YuL. Space thermal emission nuclear power unit under “Topaz” program: design principles and operation conditions. Atomic Energy. 1991;70(4):211-213. (In Russ.)
  14. Poston DI, Kapernick RJ, Guffee RM. Design and analysis of the SAFE-400 space fission reactor. AIP Conference Proceedings. 2002;608:578-588. https://doi.org/10.1063/1.1449775
  15. Dalcher AW, Sutherland JD. Design of the SNAP 10A reactor. SAE World Congress & Exhibition Technical Paper. 1964. https://doi.org/https://doi.org/10.4271/640218
  16. Medvedev Yu. “Topaz-2” will be tested in space. The Americans. Tekhnika Molodezhi. 1993;(5):2-3. (In Russ.)
  17. Zagoruyko AA. Design features of space stations for lunar and Mars exploration. Science. Education and Experimental Design. 2020;(1):451-454. (In Russ.)
  18. Tarasevsky FG. Application of regolith for base construction on the Moon. Young Scientist. 2016;(29(133)): 158-161. (In Russ.)
  19. Tripathi RK, Wilson JW, Badavi FF, De Angelis G. A characterization of the moon radiation environment for radiation analysis. Advances in Space Research. 2006; 37(9):1749-1758. https://doi.org/10.1016/j.asr.2006
  20. Naito M, Hasebe N, Shikishima M, Amano Y, Haruyama J, Matias-Lopes JA, Kim KJ, Kodaira S. Radiation dose and its protection in the Moon from galactic cosmic rays and solar energetic particles: at the lunar surface and in a lava tube. Journal of Radiological Protection. 2020; 40(4):947-961. https://doi.org/10.1088/1361-6498/abb120
  21. Sluta E. Physical and mechanical properties of the lunar soil (review). Astronomical Bulletin. 2014;48(5): 358-382.
  22. Hayne PO, Bandfield JL, Siegler MA, Vasavada AR, Ghent RR, Williams J-P, Greenhagen BT, Aharonson O, Elder CM, Lucey PG, Paige DA. Global regolith thermophysical properties of the Moon from the diviner lunar radiometer experiment. JGR: Planets. 2017;122(12): 2371-2400. https://doi.org/10.1002/2017JE005387
  23. Ellery A. Sustainable in-situ resource utilization on the moon. Planetary and Space Science. 2020;184: 104870. https://doi.org/10.1016/j.pss.2020.104870
  24. Heinicke Ch, Adeli S, Baqué M, Correale G, Fateri M, Jaret S, Kopacz N, Ormö J, Poulet L, Verseux C. Equipping an extraterrestrial laboratory: overview of open research questions and recommended instrum. Advances in Space Research. 2021;68(6):2565-2599. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.04.047

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».