Китай оживляет двигатель Стирлинга 19 века — и выводит его за пределы Земли

Китайские учёные разработали усовершенствованную модель двигателя Стирлинга, который может стать ключевым источником энергии для будущих лунных баз. В условиях, когда ведущие космические агентства планируют возвращение людей на Луну и создание постоянных поселений, задача энергоснабжения становится одной из самых сложных. На поверхности спутника смена дня и ночи длится по две недели, поэтому привычные солнечные панели здесь не всегда пригодны.

Речь идёт о проектах, которые уже разрабатываются — таких как программа Artemis от NASA , китайская Международная лунная исследовательская станция и европейская концепция Moon Village. Все они планируют разместить базы в районе Южного полюса Луны, где возможен лучший доступ к водяному льду и солнечному свету. Но даже там потребуется надёжный и стабильный источник энергии, способный работать в экстремальных условиях.

Одной из перспективных технологий считаются двигатели Стирлинга, которые способны использовать тепло для выработки механической энергии. Они замкнутого цикла и могут быть интегрированы с компактными ядерными реакторами. Такие решения потенциально подходят для Луны и Марса, но до сих пор оставалось неясным, насколько они эффективны в реальных внеземных условиях. Причина — отсутствие достаточного количества данных испытаний в космосе.

Чтобы восполнить этот пробел, команда китайских исследователей из Университета технологий Чэнду и Института ядерной энергетики Китая предложила аналитическую модель, способную точнее оценивать характеристики двигателя. Учёные учли тепловые потери, утечки, сопротивление потоку и ограниченную скорость движения поршня. Это позволило построить модель, которая ближе к реальной работе устройства, чем существующие теоретические подходы.

По словам профессора Фона, одного из авторов исследования, уточнённая модель позволяет глубже понять, как параметры вроде плотности регенератора или выбор рабочего газа влияют на эффективность и мощность двигателя. Эти данные важны при создании компактных энергосистем, которые смогут питать не только лунные базы, но и пригодятся на Земле.

Модель уже проверили на основе данных существующих двигателей, разработанных NASA в 70-х годах, таких как GPU-3 и RE-1000. Следующий этап работы — исследование поведения двигателя при запуске и в переходных режимах, что особенно актуально для условий космоса, где стабильность системы критически важна.

Если разработка окажется успешной, то в ближайшем будущем мы можем увидеть испытания прототипов ядерных энергосистем, основанных на этой технологии, в условиях, имитирующих Луну или Марс. А дальше — шаг к созданию первых постоянных поселений за пределами Земли. Особенно актуальным это становится на фоне космической гонки между США и Китаем, где китайские планы по освоению Луны вызывают серьёзную обеспокоенность у американских военных.