Американцы предложили подогревать электронику химическими реакциями для работы на Луне

Ночь на Луне, во время которой температура падает ниже -232 °C, смертельна не только для человека, но и, вероятно, для электроники. Активно сотрудничающая с NASA компания Masten Space Systems предложила новое решение, позволяющее сохранить работоспособность аппаратуры — систему Nighttime Integrated Thermal and Electricity (NITE), использующую химические реакции для подогрева электроники.

Хотя Луна расположена относительно недалеко от Земли, трудно представить себе, насколько чуждой является её среда для всего земного — начиная с чрезвычайно низкой гравитации в 1/6 от привычной человеку до почти полного отсутствия воды, частиц грунта с высокой абразивной способность, прилипающего к любым материалам из-за статического электричества, обилия космической радиации и столь разреженной атмосферы, что та, по сути, представляет собой вакуум.

Всё это сказывается на работоспособности посадочных модулей, марсоходов и другого оборудования, не говоря уже о том, что поверхность лунным днём прогревается намного сильнее, чем кипящая в земных условиях вода, а ночью её температура опускается на сотни градусов ниже нуля. Другими словами высока вероятность, что в ходе ночи, продолжающейся на Луне более 14 земных суток, крайне высока вероятность, что аккумуляторы и электроника с Земли просто замёрзнут и выйдут из строя без возможности восстановления работоспособности.

С 1960-х годов космические инженеры предлагали два решения — либо построить модуль, способный проработать только в течение лунного дня 14 земных суток, после чего ночью он выйдет из строя, либо обеспечить подогрев до наступления местного рассвета.

Обычный метод подогрева, использовавшийся в ходе советских, американских и китайских миссий, предусматривает использование радиотермических генераторов, в которых энергия распада радиоактивных элементов преобразовывалась в тепло и/или электроэнергию.

Более современной альтернативой являются литий-ионные или щелочные аккумуляторы большой ёмкости, но они далеко не так эффективны в сравнении со своими радиоактивными «коллегами», требуют использования батарей большого объёма, а также регулярной подзарядки с помощью солнечных элементов питания. При этом они несопоставимо дешевле, не радиоактивны и не требуют использования малодоступных материалов.

Обновлённый вариант разработанной Masten системы представляет собой продолжение предложенной ей же Metal Oxidation Warming System (MOWS) — новая система NITE использует металлы и окислитель, оставшийся от работы двигательной системы космического корабля для экзотермической химической реакции, позволяющей генерировать как тепло, так и электричество на протяжении всей лунной ночи. Днём система будет отключаться во избежание перегрева.

По данным Masten, система NITE способна генерировать больше тепла, чем эквивалентная АКБ, но при этом она в семь раз легче. Она сможет согревать посадочные модули и другое оборудование более года, используя имеющийся на борту окислитель или добывать кислород из имеющейся в небольших количествах на Луне воды, но она на $50 млн дешевле, чем системы с радиоактивными источниками питания и на $10 млн — чем системы с аккумуляторами (если сравнивать стоимость доставки последних).

В Masten заявляют, что уже протестировали вариант на разных видах топлива и надеются закончить разработку к середине текущего года. Конечное испытание, как ожидается, состоится уже на Луне.