Китайське національне космічне агентство (CNSA) за останні роки досягло значного прогресу в розробці ракети Long March 5 (CZ-5) і завершенні будівництва космічної станції Tiangong-3. Агентство також привернуло увагу, оголосивши в червні 2021 року про плани створення Міжнародної станції дослідження Місяця (ILRS), яка стане конкурентом програмі Artemis. На додачу до всього, Китай підняв ставки, оголосивши пізніше того ж місяця, що він також планує відправити пілотовані місії на Марс до 2033 року, одночасно з планами NASA.
В рамках своїх зростаючих зусиль, спрямованих на те, щоб стати головною державою в космосі, в тому числі і в галузі людських досліджень, Китай нещодавно оголосив про завершення першого випробування термоелектричного перетворювача Stirling на орбіті. Екіпаж місії Shenzou-15 провів випробування на борту корабля Tiangong-3, і це була перша успішна перевірка технології в космосі. Ця технологія також досліджується NASA і розглядається як технологічне рішення для розв’язання проблем космічних досліджень, особливо там, де йдеться про тривале перебування і місії в далекий космос.
Подібно до того, як греблі гідроелектростанцій генерують енергію, установка Stirling перетворює тепло на електричну енергію за допомогою серії поршневих магнітів. Ці поршні покладаються на джерело палива, щоб генерувати тепло, штовхаючи магніти вперед і назад через котушку з дроту, генеруючи електричний струм. Цей процес відомий як цикл Stirling, який є ефективнішим, ніж системи на сонячних батареях та звичайні акумулятори. Порівняно з іншими енергосистемами, вона також легка, має просту конструкцію, швидкий цикл запуску, а також виробляє незначні вібрації та низький рівень шуму.
Все це робить технологію привабливою для інженерів космічних кораблів і планувальників місій, які розглядають її як стійкіший засіб забезпечення енергією космічних кораблів і наземних середовищ існування. З одного боку, вона може зменшити їхню залежність від сонячної енергії, яка обмежена ефективністю сонячних батарей і не завжди доступна в певних умовах. У районі Південного полюса – басейну Ейткен, де до кінця десятиліття кілька агентств планують побудувати дослідницькі станції (в тому числі китайська ILRS), місячна ніч триває чотирнадцять днів.
Перетворювач енергії Stirling був розроблений Ланьчжоуським інститутом фізики Китайської академії космічних технологій (CAST). Він був доставлений на борт космічної станції екіпажем Shenzou-15 і встановлений у шафі обладнання в лабораторному модулі Mengtian. Як повідомила Китайська глобальна телевізійна мережа (CGTN), перед тестовим запуском в лабораторному модулі було проведено три орбітальних експерименти. Перетворювач виробляв стабільне електроживлення протягом усього часу, досягнувши рівня ефективності термоелектричного перетворення, що відповідає “передовому міжнародному рівню при тому ж ізотермічному співвідношенні”.
У поєднанні з ядерним реактором як джерелом енергії двигуни Stirling можуть забезпечити тривале перебування на Місяці і Марсі, доповнюючи сонячну енергію, батареї, паливні елементи та інші традиційні джерела енергії. Наразі NASA досліджує цю технологію в рамках експерименту “Кіловатний реактор з використанням технології Stirling” (KRUSTY), який став результатом попередніх зусиль з розробки ядерної енергетики для освоєння космосу. Нещодавно NASA і DARPA оголосили про партнерство з метою випробування прототипу ядерної термоядерної рушійної установки в космосі (заплановане на 2027 рік).
Невдовзі після цього Космічне агентство Великої Британії (UKSA) оголосило, що уклало контракт з Rolls-Royce на розробку ядерних систем для освоєння космосу, які могли б забезпечити енергією майбутню місячну базу. Ці та інші спроби реалізувати енергетичні та рушійні системи наступного покоління є частиною зростаючих зусиль, спрямованих на здійснення наступного великого стрибка в освоєнні космосу. Вони також відображають незаперечну істину про сучасну космічну епоху: це міжнародна справа, яка характеризується конкуренцією і співпрацею.
Теж цікаво: