Британская компания Pulsar Fusion заключила партнёрское соглашение с американской компанией Princeton Satellite Systems с целью создания термоядерного ракетного двигателя и ракеты, способной долететь до Марса за 30 дней. Главным инструментом в работе станет искусственный интеллект, который будет изучать физику плазмы в двигателе и помогать оптимизировать его конструкцию.

Источник изображений: Pulsar Fusion

Британская Pulsar Fusion известна своей тягой к «зелёным» технологиям — она разрабатывает ракетный двигатель на горючем из отходов пластика. Но второй целью для себя компания поставила создание термоядерного ракетного двигателя. В общем, это тоже «зелёное» направление в ракетостроении и, в целом, в энергетике. Однако вместе с Princeton Satellite Systems британцы будут заниматься совершенствованием американских разработок, а не своих собственных. В частности, они будут анализировать физику плазмы в установке Princeton field-reversed configuration версии 2 (PFRC-2).

Установка PFRC предложена в начале нулевых годов в Принстонской лаборатории физики плазмы. Она реализует идею обращённой магнитной конфигурации. Термоядерная плазма высокого давления удерживается внутри двигателя с помощью магнитной ловушки, а холодное топливо в виде той же плазмы (ионов и электронов) обтекает горячее ядро и напитывается его энергией, после чего вырывается с огромной скоростью через электромагнитные дюзы.

Компания Princeton Satellite Systems за 20 лет освоила ряд государственных грантов, включая финансирование NASA. В перспективе намечено создание установок PFRC-3 и PFRC-4 к 2025 году. Последняя должна получить реакцию синтеза, после чего будет запущен процесс создания лётного прототипа. Судя по всему, они будут создаваться по материалам совместных исследований с Pulsar Fusion.

«Мы считаем, что термоядерные двигатели будут продемонстрированы в космосе за десятилетия до того, как мы сможем использовать термоядерный синтез для получения энергии на Земле», — уверен основатель и генеральный директор компании Pulsar Fusion Ричард Динан (Richard Dinan).

Разрабатываемый компаниями термоядерный двигатель размерами с микроавтобус сможет разгонять 10-т космический корабль до 500 тыс. миль в час или 223,5 км/с. С такой скоростью до Марса можно было добраться примерно за трое суток, во время его максимального сближения с Землёй, или до Титана (спутник Сатурна) за два месяца. Однако это максимальная скорость, и к тому же нужно время на разгон и торможение.

Термоядерная установка также сможет генерировать электричество для бортовых систем, а рабочее топливо можно брать в космосе из пыли, газа и едва ли не любого вещества. Для запуска и поддержания термоядерной реакции в двигателе понадобятся небольшие объёмы гелия-3 и дейтерия, которые не займут много места.

Ассоциация термоядерной промышленности (FIA) опубликовала отчёт о состоянии дел в цепочке поставок для сферы термоядерного производства энергии. В последующие годы рынок оборудования в этой области обещает вырасти в десятки и сотни раз. В то же время опрос показал, что подавляющее большинство поставщиков в цепочке поставок не хотят вкладывать личные средства в расширение производства и ждут твёрдых гарантий для своей деятельности.

Визуализация компактной термоядерной установки ST80-HTS. Источник изображения: Tokamak Energy

В опросе приняли участие 26 частных компаний, разрабатывающих термоядерные реакторы и сопутствующее оборудование, а также 34 компании, занятые в производстве компонентов для термоядерных установок. Все они являются членами Ассоциации термоядерной промышленности. Анализ ответов показал, что в 2022 году расходы энергетиков на цепочки поставок достигли $500 млн. К моменту запуска первых термоядерных электростанций стоимость цепочек поставок вырастет до $7 млрд и выйдет за границы триллионов долларов США после полномасштабного запуска термоядерной энергетики.

В то же время подобная динамика и умопомрачительные цифры будущих доходов не смогли заставить поставщиков немедленно начать расширять производственные мощности. Если отрасль должна встретиться с бурным ростом, очевидно, к этому сначала должны подготовиться поставщики, чего пока не наблюдается. В FIA отмечают, что компаниям-поставщикам нужны твёрдые гарантии для получения в будущем доходов, для чего необходимо предпринять ряд шагов как в частном секторе, так и в государственном.

Примерно 70 % опрошенных среди «термоядерных» разработчиков показали, что их поставщики без наличия постоянных заказов отказываются делать инвестиции в расширение производства. При этом более половины из них подтвердили, что для достижения будущего прогресса вложения необходимы уже сегодня.

«Прогнозируемый рост термоядерной промышленности создает огромные возможности для бизнеса нынешних и новых поставщиков, — сказал генеральный директор FIA Эндрю Холланд (Andrew Holland). — Очевидно, что необходима большая долгосрочная определенность — через сочетание финансирования, регулирования, механизмов разделения рисков и более активного общения, чтобы поставщики были готовы к расширению масштабов, опережая потребности отрасли».

Уникальной особенностью цепочки поставок компонентов для термоядерных установок Ассоциация считает независимость от закупок редких минералов и металлов, большинство из которых добываются в зонах постоянных военных конфликтов. Термоядерные компоненты требуют высокоорганизованного производства, которое можно найти только в обществах с открытой экономикой. При этом некоторая обеспокоенность геополитическими рисками остаётся, и участники цепочек поставок это отмечают.

Для повышения активности поставщиков, отмечается в докладе, необходимо принять ряд мер. В частности, необходимо увеличить как государственные, так и частные инвестиции в отрасль. Для этого, например, необходимо экспериментировать с финансированием на основе разделения рисков, чтобы дать поставщикам возможность инвестировать в новые мощности, к примеру, через «термоядерных» инвесторов, вкладывающих средства в ключевых поставщиков.

Также необходимо создать сетевые сообщества и проводить ежегодное мероприятие для поставщиков, чтобы способствовать коммуникации и осведомленности между термоядерными компаниями и поставщиками. Наконец, необходимо внедрение стандартизации и регулирования для обеспечения большей определенности в цепочке поставок и уверенности в долгосрочных инвестициях.

Всё это замечательно, но где они будут брать сварщиков? Рабочие специальности в цепочках поставок не появятся, их надо готовить отдельно и сильно заранее.