В последние годы тема использования ядерных технологий в космосе выходит на передний план научно-политических дискуссий и стратегий развития ведущих космических держав. Недавнее исследование, представленное на круглом столе бизнес-сообщества и космической отрасли в Вашингтоне, подчеркивает необходимость быстрого развития ядерных энергетических систем для космоса. Это связано с растущей геополитической конкуренцией и рисками отставания США на фоне активных усилий Китая и России, которые совместно разрабатывают мегаваттный ядерный реактор для Международной лунной исследовательской станции. Эксперты предупреждают, что подобные разработки могут изменить правила игры в освоении спутника Земли, включая вопросы контроля над ключевыми регионами, такими как южный полюс Луны. Принцип «первопроходца» действует не только на Земле, но и в космосе, в том числе в контексте международных договоров, таких как Договор о космосе.
Актуальное исследование, подготовленное при участии бывших руководителей NASA и ведущих специалистов аэрокосмической индустрии, представляет три варианта развития ядерных систем для космоса, направленных на демонстрацию технологий и практическое применение уже к 2030 году. В центре внимания ставится производство электроэнергии, а не ядерный двигательный привод, что является существенным сдвигом по сравнению с предыдущими инициативами, связанными с ядерным тепловым и электрическим ракетным двигателем. Главная проблема, на которой акцентируют внимание эксперты, — отсутствие «механизма спроса» на ядерные технологии в космосе. Это приводит к тому, что несмотря на значительные финансовые вложения, технологии остаются на стадии исследований и разработок, а практические полеты с ядерными реакторами так и не были реализованы. Отсутствие конкретных миссий, требующих ядерную энергию, порождает замкнутый круг.
Без использования в реальных условиях невозможно накопить опыт и доверие, а без них нет и стимулов для инвестиций и дальнейшей разработки. Для выхода из этой ситуации предлагается несколько стратегий. Первая — масштабный проект создания государственно-контролируемого реактора мощностью от 100 до 500 киловатт с бюджетом около 3 миллиардов долларов, с испытаниями на Земле в 2028 году и запуском в космос к 2030-му. Вторая — создание сразу двух государственных и частных партнерств, которые будут работать параллельно над реакторами более скромной мощности — от 10 до 100 киловатт, предназначенными для наземного и орбитального применения, при этом каждый из них получит примерно по миллиарду долларов финансирования. Третий путь включает развитие коммерческих радиоизотопных источников энергии с использованием изотопов, отличных от традиционного плутония-238, например, америция-241 или стронция-90.
Эти системы будут производить меньшую мощность — менее одного киловатта, однако их применяют для получения опыта эксплуатации и решения нормативных вопросов, что создаст надежную базу для более масштабных проектов. Такое поэтапное и мультиформатное развитие технологической базы позволяет сократить временные рамки внедрения и минимизировать риски крупных неудач. Ранее программы ядерного энергетического обеспечения космических миссий часто терпели неудачу именно из-за сложности, высокой стоимости и отсутствия системного подхода. Сегодня же эксперты в области космических технологий и регулирующих органов подчеркивают, что ключ к успеху — это концентрация усилий, включающая создание специальных организаций для координации разработки и внедрения ядерных систем. Несмотря на многолетний опыт работы с такими технологиями, нынешние агентства, включая NASA и DARPA, сталкиваются с проблемами разделения ответственности и недостатка единого управленческого центра, способного быстро принимать решения и мобилизовать ресурсы.
Некоторые специалисты предлагают создать специализированное ведомство, аналогичное Манхэттенскому проекту времен Второй мировой войны, с сугубо четко поставленными задачами и полномочиями. Такая организация могла бы эффективно объединять усилия науки, промышленности и военных структур. Другие предлагают на базе NASA сформировать офис ядерной энергетики и двигательных систем, поддерживая тесное сотрудничество с ведомствами обороны и частным сектором. В связи с этим обсуждается и регулирование, подчеркивая необходимость предварительного тестирования новых систем, особенно радиоизотопных, которые могут стать мостом к более мощным реакторам. Регуляторные органы должны обеспечить быстрые, но безопасные процедуры одобрения космических запусков с ядерными компонентами, учитывая экологические и геополитические риски.
Международное развитие ядерных технологий в космосе нельзя рассматривать изолированно от общей стратегии освоения Луны и дальнего космоса. Наличие мощных и надежных источников энергии позволит создавать долговременные базы, производить переработку ресурсов, обеспечивать электропитание и продвигать исследования дальше орбиты Земли. Акцент на развитии энергогенерации, а не двигательных систем, объясняется также стремлением к более быстрой реализации, наличием реальных потребностей в энергетике и меньшей технической сложностью. В итоге, своевременное внедрение ядерных энергетических систем открывает возможности для повышения автономности космических аппаратов и их продолжительности работы в удаленных и экстремальных условиях. Одновременно это обеспечит стратегическое преимущество в нарастающей космической конкуренции.
На примере Китая и России, инвестирующих в лунную инфраструктуру с использованием ядерных технологий, США предстоит принять решительные меры для сохранения лидерства и создания новых возможностей для космической индустрии и национальной безопасности. Конечная цель — создать устойчивую технологическую и нормативную базу, которая позволит системой шагов перейти от исследовательской фазы к внедрению и эксплуатации ядерных энергетических систем в космосе уже в следующем десятилетии. Успешная реализация этих задач станет важным этапом на пути к освоению дальнего космоса, поддержке пилотируемых и роботизированных миссий и обеспечению энергетической независимости космических аппаратов высокого класса.
