Sandia розробляє мікромережі для живлення майбутньої місячної бази

Щоб не вимикати світло на місячному аванпості NASA Artemis, Sandia National Laboratories розробляє електричні мікромережі для керування розподілом енергії від ядерних міні-реакторів місячної бази до різних житлових та допоміжних об’єктів.

Прагнення NASA встановити постійну присутність людини на Місяці як репетиція можливої місії з екіпажем на Марс ставить величезні інженерні завдання, через які будівництво Міжнародної космічної станції (МКС) виглядає як зведення сараю. Мало того, що місячна база перебуватиме в тисячу разів далі від Землі, ніж космічна лабораторія, це вимагатиме абсолютно нового підходу до розв’язання проблем.

Однією із найбільших проблем буде забезпечення електроенергією аванпоста. Оскільки очікується, що на базі мешкатимуть до двох місяців, їй доведеться працювати протягом 14-денної місячної ночі. Це означає, що сонячні панелі не є практичним варіантом, тому розробляється серія невеликих ядерних реакторів, які можна використовувати разом із панелями або замість них.

Базі знадобиться міні-мережа для передачі енергії та забезпечення регулярного та стабільного постачання. Як додаткове ускладнення база складатиметься з двох об’єктів. Один буде середовищем, а другий буде комплексом з видобутку та перероблювання палива, який буде розташовано за кілька кілометрів.

Пропоновані мікромережі, по одній на кожному об’єкті і з’єднані одна з одною, будуть аналогічні тій, що використовується для живлення МКС, але вони потребують деяких принципових змін. Наприклад, ще доведеться вирішити, чи будуть мережі працювати на постійному або змінному струмі, який потім перетворюється на постійний струм у середовищі.

Інші проблеми включають розробку систем та програмного забезпечення для регулювання електроенергії на переробному заводі, щоб рівні напруги залишалися незмінними навіть за зміни попиту в часових масштабах від мілісекунд до цілих сезонів. Для цього Sandia розробила масштабовану мікромережу та методологію проєктування системи управління для вивчення енергетичних вимог та специфікацій місячної бази.

Ідея полягає в тому, щоб розробити низхідний дизайн, в якому спочатку розробляється система управління разом зі специфікаціями зберігання енергії, а потім розробляються компоненти, що відповідають цим специфікаціям. Крім того, мікромережі повинні бути перепроєктовані для стійкості, але при цьому мають бути достатньо гнучкими, щоб одна мережа могла взаємодіяти з іншою.

«Є кілька дуже важливих відмінностей між чимось на кшталт мікромережі типу МКС і чимось розміром з місячну базу», – сказав Джек Флікер, інженер-електрик Sandia. «Однією з цих відмінностей є географічний розмір, який може бути проблематичним, особливо при роботі за низької напруги постійного струму. По-друге, коли ви почнете розширювати ці системи, на базі буде набагато більше силової електроніки, а також значно більше розподілених енергетичних ресурсів. Sandia вже давно придивляється до мікромереж з великою кількістю розподілених енергоресурсів».

Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.

Читайте також:

• Китай анонсує новий флагманський космічний телескоп
• Вибухи «мікронових» помітили на далеких зірках-зомбі