Honda и JAXA исследуют источники энергии в космосе

Honda и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) объявили о планах по совместной подготовке технико-экономического обоснования системы возобновляемых источников энергии, которая могла бы использоваться в космосе для снабжения кислородом, водородом и электричеством исследовательских аппаратов и космических станций. JAXA и Honda проводят совместные исследования такой системы в целях создания космической среды, в которой люди могут обитать в течение длительного периода времени.

Помимо воды и пищи человек в космосе нуждается в кислороде и водороде, который используется в качестве топлива, а также для выработки электричества. Одним из возможных способов их получения в космосе без необходимости пополнения запасов с Земли является создание системы возобновляемых источников энергии. Она включает в себя систему электролиза воды с высоким перепадом давления, которая производит кислород и водород с использованием солнечной энергии, а также систему топливных элементов, которая вырабатывает электричество и воду из кислорода и водорода.

Эта концепция легла в основу соглашения, подписанного в ноябре 2020 года между JAXA и Honda, о проведении в течение трех лет (до 2022 финансового года) совместных исследований, направленных на разработку системы возобновляемых источников энергии для использования на лунной орбитальной платформе-шлюзе и на поверхности Луны.

В ходе этой совместной работы JAXA занимается разработкой условий для проведения исследований, которые должны соответствовать сценариям и требованиям миссий, связанных с производством кислорода на шлюзе и снабжением электричеством исследовательских аппаратов, передвигающихся по поверхности Луны. В то же время Honda проводит технологические исследования, необходимые для реализации миссий и сценариев, определенных JAXA.

В текущем финансовом году JAXA и Honda, используя прототипы, приступят к подготовке технико-экономического обоснования, направленного на решение вопросов, связанных с компонентными технологиями системы возобновляемых источников энергии, выявленных в ходе исследования, проведенного в прошлом финансовом году. JAXA и Honda планируют отразить результаты исследований этого года, оценив жизнеспособность всей системы, в следующем финансовом году.

Сасаки Хироши, вице-президент JAXA и генеральный директор Управления технологиями пилотируемых космических полетов: «На основе решения правительства Японии участвовать в программе Artemis, JAXA занимается разработкой миссии и системными исследованиями, которые должны помочь в проведении полноценного исследования Луны. Кислород, водород и электричество необходимы для деятельности человека в космосе. Создание системы возобновляемых источников энергии позволит нам удовлетворить эти потребности в космосе, избавляя от необходимости пополнять запасы с Земли. Как ожидается, это сразу расширит границы нашей деятельности в космосе. Мы хотели бы добиться устойчивого прогресса в этом исследовании, используя сильные стороны Honda и JAXA».

Такеиши Икуо, главный исполнительный директор отдела инновационных разработок, силовых установок и энергоснабжения Honda: «Компания Honda стремится создать комфортное и устойчивое общество и готова служить людям во всем мире, расширяя их жизненный потенциал на земле, в океане, на небе и в космосе. Благодаря этому совместному исследованию, мы можем использовать весь накопленный опыт, чтобы повысить человеческий потенциал в космосе. Более того, поскольку система возобновляемых источников энергии внесет значительный вклад в достижение углеродной нейтральности, мы усовершенствуем наши технологии в экстремальной космической среде, а затем сможем применить наши достижения на Земле».

О системе возобновляемых источников энергии

Система возобновляемых источников энергии сочетает в себе систему электролиза воды с высоким перепадом давления и систему топливных элементов. Она предназначена для непрерывного производства кислорода, водорода и электроэнергии из солнечной энергии и воды.

В частности, система электролиза воды с высоким перепадом давления при помощи солнечной энергии электролизует воду, в результате чего вырабатываются кислород и водород. Кислород будет использоваться для поддержания жизнеобеспечения на космических станциях, а водород необходим в качестве топлива для космических аппаратов. Кислород и водород также будут поступать в систему топливных элементов для выработки электроэнергии, необходимой для снабжения космических станций и исследовательских аппаратов на поверхности Луны.

Система электролиза воды с высоким перепадом давления, созданная Honda, не требует компрессора для сжатия водорода. Это делает систему компактной и легкой, и, как следствие, способствует снижению полезной нагрузки и массы, что является одной из важнейших задач, которые необходимо решать при осуществлении космических перевозок.

Honda занимается исследованиями и разработками в области водородных технологий на протяжении многих лет. В 2002 году Honda стала первой в мире компанией, которая начала предоставлять в лизинг автомобили на топливных элементах. Более того, Honda ведет работу по разработке и установке умных водородных станций, в которых применяется система электролиза воды с высоким перепадом давления. Совместно с JAXA Honda будет стремиться реализовать систему возобновляемых источников энергии, используя имеющийся на сегодняшний день опыт в сфере водородных технологий.

О международном исследовании космоса и сценариях изучения Луны

Расширение границ деятельности человека на Луне, а затем и на Марсе потребовало разработки осуществимых планов освоения космоса. В начале 2000-х США и другие наши международные партнеры начали обсуждать планы освоения космоса человеком. В 2018 году, в ходе 2-го Международного форума по исследованию космоса (ISEF2)[1], организованного Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) Японии, на котором присутствовали представители более 40 стран и организаций, было подтверждено, что исследования Луны, Марса и остальной части Солнечной системы являются общей целью и должны быть непрерывными.

Международная координационная группа по исследованию космоса (ISECG)[2], в состав которой в настоящее время входят 26 космических агентств, обсуждает создание дорожной карты для координации международных исследований космоса. В этом принимает участие и агентство JAXA, которое постоянно изучает сценарии международного освоения космоса. В октябре 2019 года правительство Японии приняло решение участвовать в международной программе исследования космоса Artemis, предложенной США, и приступило к координации своей деятельности в рамках данного проекта.

В соответствии с этой государственной политикой, JAXA проводит исследования и разработки в следующих целях:

1. Обеспечение технологиями и оборудованием лунной орбитальной платформы-шлюза, которая будет построена с перспективой проведения исследований Марса и за его пределами.

2. Пополнение запасов шлюза с использованием совершенно нового грузового космического корабля (HTV-X, созданного на базе корабля H-II Transfer Vehicle с целью пополнения запасов Международной космической станции).

Агентство JAXA намерено внести свой вклад в создание основы для эффективного исследования Луны, реализовав ряд проектов. В 2022 финансовом году агентство планирует продемонстрировать на лунной поверхности технику точечной посадки при помощи интеллектуального посадочного модуля (Smart Lander for Investigating Moon). Также JAXA готовит миссию, направленную на изучение распределения воды в полярном регионе Луны. Кроме того, агентство занимается разработкой герметичного космического вездехода с кабиной для экипажа в качестве транспортного средства для исследования лунной поверхности, начиная с конца 2020-х годов.

[1] 2-й Международный форум по исследованию космоса (ISEF2): https://www.mext.go.jp/isef2/index.html

[2] Международная координационная группа по исследованию космоса (ISECG): https://www.globalspaceexploration.org/