Всем известно о стремлении американского космического агентства НАСА к обеспечению постоянного присутствия людей на Луне, что будет выступать своего рода "генеральной репетицией" перед пилотируемой миссией на Марс. Однако, сооружение обитаемой базы на Луне является гораздо более сложной задачей, чем, к примеру, сооружение и поддержка Международной космической станции. Мало того, что Луна находится в тысячу раз дальше от Земли, чем космическая станция, строительство и поддержка лунной базы потребует совершенно новых подходов к решению ряда известных проблем.
Согласно планам, строительство первой лунной базы будет выполнено в рамках программы Artemis. И уже сейчас специалисты Национальной лаборатории Сандиа приступили к разработке универсальной энергетической системы, которая свяжет в единую энергетическую мини-сеть солнечные батареи, миниатюрные ядерные реакторы, устройства аккумулирования энергии, к которым будут подключаться обитаемые и производственные модули базы.
Поскольку предполагается, что одна экспедиция на лунной базе будет находиться там в течение одного-двух месяцев, то использование солнечных батарей в качестве основного источника энергии является неприемлемым вариантом. Эти батареи будут полностью бесполезны в течение лунной ночи, которая длится 14 суток. Поэтому некоторые компании ведут сейчас интенсивную работу в направлении создания компактных ядерных реакторов, которые могут использоваться совместно с солнечными батареями или без них.
Однако, наличие подходящих источников энергии - это половина задачи. На базе должна быть развернута интеллектуальная энергетическая система, способная передавать энергию потребителям, гарантировать беспрерывность и стабильность энергоснабжения.
Согласно проекту основой первой базы будут два модуля, жилой и производственный, в котором будет производиться переработка добытых на Луне ресурсов и синтезироваться топливо для реактивных двигателей. В целях безопасности эти два модуля будут находиться на расстоянии нескольких километров, и в каждом модуле будет развернута собственная энергетическая система, подобная системе, используемой на космической станции.
Пока еще не сделан выбор в пользу использования постоянного (DC) или переменного (AC), этот выбор будет сделан позже с учетом того, что в определенный момент времени может потребоваться объединение энергетических систем жилого и производственного модуля в единую систему.
В настоящее время специалисты лаборатории Сандиа заняты разработкой концепции микро-сети Scalable Microgrid facility и уже ведется создание интеллектуального программного обеспечения, под управлением которого в будущем будет функционировать энергетическая система. Система строится на модульной основе, что допускает подключение к ней уже имеющихся и будущих компонентов различного типа и назначения, для которых будет создан соответствующий программный драйвер.
"Существуют огромные отличия между микро-сетями, развернутыми на космической станции, к примеру, и тем, что должно быть установлено на лунной базе" - рассказывает Джек Фликер (Jack Flicker), инженер-электрик из лаборатории Сандиа, - "Самым большим отличием являются географические размеры всего этого, что может стать проблемой при условии использования постоянного тока низкого напряжения. Второй проблемой станет момент наращивания мощностей энергетической системы, в которой будут появляться дополнительные потребители, источники и силовая электроника. Разрабатываемая нами система будет учитывать даже физическое месторасположение каждого компонента, а интеллектуальное управление обеспечит стабильность и надежность работы системы в целом".
