Учёные Массачусетского технологического института продвигают исследования в области космической ядерной энергетики и радиационного мониторинга

В последнее время доцент кафедры ядерной науки и инженерии (Department of Nuclear Science and Engineering, NSE) Массачусетского технологического института (MIT) Джейк·Хекла (Jake Hecla) занимается разработкой ряда инновационных технологий, направленных на решение проблемы отвода тепла от космических ядерных реакторов, повышение возможностей радиационного обнаружения, а также на обеспечение технической поддержки для реагирования на вызовы новых ядерных технологий и контроля над вооружениями и нераспространения в космосе.

По мере расширения амбиций человечества в области дальнего космоса энергоёмкие миссии не смогут полностью полагаться на традиционную солнечную энергию или химическое сгорание, и ядерная энергия становится ключевой движущей силой для движения и выживания на поверхности. Однако в космосе отсутствует атмосфера для конвективного теплообмена, что делает тепловой менеджмент одной из главных проблем при развёртывании космических ядерных реакторов. Традиционные радиационные панели из твёрдых металлов или композитных материалов имеют огромный вес, что создаёт серьёзные ограничения по полезной нагрузке для космических миссий.

Для этого Джейк·Хекла углублённо исследует технологию капельного радиатора (Liquid Droplet Radiator, LDR). Эта концепция была впервые предложена исследователями в конце 20-го века 70-х годов: охлаждающая жидкость в виде тонкого листа мелких капель выбрасывается из эмиттера к коллектору, непосредственно излучая тепло в космосе, а затем коллектором перекачивается обратно к источнику тепла для циркуляции. Эта конструкция обещает снизить вес системы охлаждения будущих ядерных космических аппаратов на порядок величины.

Помимо космического теплового менеджмента, Хекла также добился выдающихся результатов в области радиационного обнаружения и ядерного нераспространения. Во время обучения в аспирантуре Калифорнийского университета в Беркли (University of California at Berkeley) он участвовал в исследованиях по трёхмерной радиационной визуализации и обнаружению антинейтрино в зоне отчуждения Чернобыля, а также долгое время занимал должность научного консультанта американской некоммерческой организации «Фонд чистого будущего» (Clean Futures Fund), оказывая поддержку безопасным работам в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды.

В последние годы Хекла расширил свои исследования радиационного мониторинга в область космической безопасности и противоракетной обороны. Опираясь на предыдущие исследования в Лаборатории ядерной безопасности и политики Массачусетского технологического института, он сосредоточился на оценке полётных характеристик ракет с воздушно-реактивным ядерным двигателем (таких как российская крылатая ракета «Буревестник») и совместно с коллегами разработал высокочувствительный компактный нейтронный телескоп для обнаружения и локализации нейтронных сигналов от делящихся материалов или ядерного оружия на спутниках, заложив прочную техническую основу для построения линий контроля над вооружениями и нераспространения в космосе.