Исследователи предложили проект компактного ядерного реактора MULE, который сможет одновременно снабжать энергией лунную базу и обеспечивать переработку местного грунта. Работа Юлиуса Мерца из Мюнхенского технического университета и его коллег опубликована в виде препринта на arXiv. Разработку рассматривают как источник энергии для длительного пребывания людей на Луне.
Главной проблемой для постоянного поселения остаётся лунная ночь. Она продолжается около 14 суток, а температура на поверхности может опускаться до −223 °C, поэтому солнечные панели не смогут быть единственным источником энергии. Доставлять с Земли топливо и строительные материалы также слишком дорого: стоимость перевозки может достигать десятков тысяч долларов за килограмм.
Авторы предлагают использовать ресурсы, уже находящиеся на Луне, прежде всего реголит — мелкодисперсный грунт на поверхности. Для извлечения из него кислорода и металлических сплавов применяется электролиз расплавленных солей: грунт растворяют в жидкой соли и пропускают через смесь электрический ток. Процесс требует температуры выше 900 °C, а обычные энергетические схемы теряют примерно 60% энергии в виде избыточного тепла.
В конструкции MULE тепло от ядерного деления направляется по каскадной схеме. Сначала реактор должен обеспечивать работу электролиза при температуре около 1000 °C, а специальный накопитель будет сохранять тепло и сглаживать нагрузку, в том числе при временной остановке установки. Затем при температуре примерно 750 °C газ замкнутого цикла Брайтона станет вращать турбину для выработки электричества, после чего оставшееся тепло используют для обогрева жилых модулей, а остатки при 75 °C отведут радиаторами в космос.
Активная зона реактора выполнена из керамических материалов, главным образом карбида кремния, и включает 37 шестиугольных сборок с топливом TRISO. Каждая частица содержит карбид урана, окружённый тремя слоями углерода и керамики, которые должны препятствовать расплавлению топлива. Обогащение урана-235 составит 93%, а управление реакцией обеспечат шесть поворотных барабанов с покрытиями из поглотителя и отражателя нейтронов.
По расчётам в программе Serpent 2, реактор при заданной конфигурации сможет работать без перезагрузки топлива до 95 лет. За первые 10 лет барабаны повернутся примерно на 5,34 градуса, а неизрасходованными останутся более 98% исходного урана. При этом проекту ещё предстоит решить проблемы термостойкости керамики, работы с горячим гелием и радиационной защиты: авторы предлагают укрывать установку несколькими метрами реголита, однако подходящей лунной техники для такой выемки грунта пока нет, отмечает Universe Today.