Proč chtějí USA postavit jaderný reaktor na Měsíci?

Americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) urychluje plány na výstavbu jaderné elektrárny o výkonu 100 kilowattů na Měsíci pod novým vedením úřadujícího ředitele Seana Duffyho.

Plán oživuje desetiletí starý sen o nasazení jaderné energie ve vesmíru, což by mohlo Spojeným státům otevřít nové možnosti a zároveň zpochybnit právní pravidla upravující využívání mimozemských zdrojů a prostředí.

„Myslím, že kdokoli se tam dostane první, mohl by vyhlásit no-go zónu. To by výrazně omezilo schopnost Spojených států etablovat se na Měsíci v rámci programu Artemis, pokud se tam nedostaneme první,“ řekl Duffy s odkazem na program Artemis NASA, jehož cílem je v nadcházejících letech vrátit Američany na Měsíc.

Nové pokyny nastiňují pětiletý plán návrhu, spuštění a instalace reaktoru o výkonu 100 kilowattů (kW) na jižním pólu Měsíce. Program NASA bude spolupracovat s komerčními partnery.

Pro srovnání, 100 kW stačí k napájení asi 80 amerických domácností. I když je to malý výkon, znamenalo by to obrovský nárůst výkonu ve srovnání se základními jadernými generátory, které pohánějí sondy na Marsu a další vesmírné lodě. Tyto reaktory generují jen několik set wattů, zhruba stejně jako toustovač nebo výkonná halogenová žárovka.

„Dopad nového projektu bude průlomový, a to nejen pro Měsíc, ale pro celou sluneční soustavu,“ uvedl Bhavya Lal, bývalý úřadující ředitel divize politiky a technologií NASA. Umístění jaderného reaktoru na Měsíci by umožnilo kosmickému průmyslu „navrhovat vesmírné systémy na základě toho, co chceme dělat, spíše než aby byl omezen množstvím energie, kterou máme.“

Je možné postavit reaktor v roce 2030?

Vybudování jaderné elektrárny na Měsíci za méně než deset let je náročný úkol, ale mnoho odborníků se domnívá, že je to možné.

„Čtyři a půl roku je extrémně krátká lhůta, ale technologie existuje,“ řekl profesor Simon Middleburgh, spoluředitel Institutu pro budoucnost jaderné energie na Bangorské univerzitě ve Velké Británii.

Největší překážkou dosud nebyla technologie, ale absence skutečné potřeby reaktoru mimo Zemi. A existoval dostatek politické hybné síly k prosazování plánu. Nyní se to mění.

„Investovali jsme přes 60 let, utratili desítky miliard dolarů, ale Spojené státy naposledy vypustily reaktor do vesmíru v roce 1965,“ řekl Lal s odkazem na misi SNAP-10A, která vypustila první jaderný reaktor do vesmíru. „Velký zlom nastal loni, kdy NASA poprvé v historii zvolila jadernou energii jako technologii povrchové energie pro pilotované mise na Mars.“

„Politika je nyní jasná,“ dodala. „Důležité je, aby soukromý sektor nejen chtěl jadernou energii ve vesmíru využívat, ale aby ji také chtěl poskytovat.“ Velké letecké a kosmické společnosti, jako jsou Boeing a Lockheed Martin, a také startupy, v současné době zkoumají využití jaderné energie mimo Zemi, uvedla.

Program Artemis je navržen tak, aby položil základy pro stálou základnu na jižním pólu Měsíce a vyvinul technologii pro vyslání lidí na Mars. Ať tak či onak, pilotované mise do tak drsného prostředí, jako je Měsíc, budou vyžadovat stabilní a spolehlivý zdroj energie. „Gravitace a teplotní výkyvy na Měsíci jsou extrémní. Přes den je tam 100 °C a v noci téměř absolutní nula. Veškerá elektronika musí být odolná vůči záření,“ řekl Lal.

Čína mezitím také plánuje vybudovat základnu na jižním pólu Měsíce. Tato supervelmoc si tuto oblast prohlíží, protože je bohatá na zdroje a led, což by mohlo podpořit průzkum a trvalé osídlení. Čína jedná s Ruskem o vybudování reaktoru na jižním pólu Měsíce do roku 2035, což přimělo NASA, ministerstvo obrany a ministerstvo energetiky, aby se do závodu zapojily.

Jak projekt funguje

Duffyho směrnice neodhalila mnoho podrobností o návrhu ani velikosti navrhovaného reaktoru a není jasné, jaké nápady se objeví v nadcházejících měsících.

„Aby NASA v rámci programu Artemis posílila konkurenceschopnost a vedoucí postavení Ameriky na měsíčním povrchu, rychle vyvíjí technologii povrchového štěpení,“ napsala v e-mailu serveru Wired tisková tajemnice NASA ve Washingtonu Bethany Stevensová. NASA jmenuje nového programového manažera, který projekt povede, a do 60 dnů vydá společnostem žádost o návrhy. NASA v nadcházejících dnech zveřejní také další podrobnosti.“

Nové pokyny odrážejí zjištění nedávné zprávy o jaderné energii ve vesmíru, jejímž spoluautory jsou Lal a letecký inženýr Roger Myers. Zpráva nastínila plán „Go Big or Go Home“ (Velký projekt nebo návrat domů), jehož cílem je do roku 2030 postavit na Měsíci reaktor o výkonu 100 kilowattů.

„Stavba s výkonem 100 kW je ekvivalentem vyslání dvou dospělých afrických slonů a skládacího deštníku o velikosti basketbalového hřiště do vesmíru,“ řekl Lal. Rozdíl je v tom, že „tito sloni vyzařují teplo a deštník tam není od toho, aby blokoval slunce, ale od toho, aby teplo rozptyloval do vesmíru.“

NASA se mohla inspirovat projektem Surface Fission Project, který začal v roce 2020 s cílem postavit reaktor o výkonu 40 kW, který by mohl být autonomně nasazen na Měsíci. I když zatím není jasné, která společnost získá zakázku na stavbu reaktoru o výkonu 100 kW, verze o výkonu 40 kW přilákala účast mnoha jednotek, včetně Aerojet Rocketdyne, Boeingu a Lockheed Martin. Mezi těmito silami jsou také jaderné společnosti BWXT, Westinghouse, X-Energy, strojírenská společnost Creare a společnosti zabývající se vesmírnými technologiemi Intuitive Machines a Maxar.

V projektu o výkonu 40 kW zúčastněné společnosti dosud nesplnily požadavek na maximální hmotnost 6 tun. Nové pokyny společnosti Duffy však předpokládají, že reaktor bude přepravován těžkou výsadkovou lodí schopnou nést až 15 tun nákladu.

Reaktor o výkonu 100 kW, uranové palivo, chladicí systém a další komponenty by mohly být na Měsíc přepraveny několika starty a přistáními. Elektrárna by mohla být umístěna v kráteru po dopadu meteoritu nebo dokonce pod povrchem Měsíce, aby se zabránilo kontaminaci v případě nehody.

„Provoz pece na Měsíci by byl technicky náročný,“ řekl serveru Wired letecký inženýr Carlo Giovanni Ferro z Polytechnické univerzity v Turíně v Itálii. „Protože Měsíc nemá atmosféru, nemůžete se spoléhat na vzdušné proudy jako na Zemi, aby rozptylovaly teplo.“

Kromě toho bude dynamiku tekutin a přenos tepla ovlivňovat i gravitace Měsíce, která je pouze šestinou gravitace Země, zatímco regolit (prach a trosky pokrývající povrch Měsíce) by mohly narušovat chladicí systémy a další komponenty. Celkově je podle něj plán NASA proveditelný, ale stále velmi ambiciózní.

Rizika a přínosy

Veškerá jaderná technologie vyžaduje přísné bezpečnostní předpisy. Požadavky jsou ještě vyšší pro systémy, které jsou vypouštěny mimo Zemi a přistávají v mimozemském prostředí.

Podle odborníků není nejlepší možností hledat řešení pro každý potenciální problém, který může nastat. Místo toho se musíme zabývat otázkou, zda se problému lze vyhnout již od fáze návrhu.

Rozmístění jaderného reaktoru na Měsíci, ať už ze strany NASA, Číny nebo kohokoli jiného, by muselo v každé fázi splňovat vysoké standardy. Například uranové palivo by pravděpodobně bylo obaleno tvrdou ochrannou vrstvou, aby se zabránilo úniku v případě poruchy nosné rakety.

Kromě solidních bezpečnostních strategií vytvoří závod o umístění jaderné energie na Měsíci nové precedenty pro vesmírné právo a politiku. Každý stát nebo organizace, která se tam dostane jako první, pravděpodobně z bezpečnostních důvodů zavede „no-go zóny“. Tyto zóny mohou mít rozlohu i několik kilometrů čtverečních, čímž se zabrání konkurentům v přiblížení.

Jaderná energie ve vesmíru byla snem po celé generace. Odborníci se však nyní domnívají, že její čas nastal. Pokud se jaderné reaktory stanou běžnými i mimo Zemi, schopnost lidstva prozkoumávat a využívat vesmír se výrazně zvýší.

„S takovou energií můžeme vytvořit trvalou povrchovou infrastrukturu na Měsíci a Marsu. Můžeme provozovat systémy těžby zdrojů, abychom získali kyslík, vodu a palivo pro lidské bydlení, nejen k přežití, ale i k pohodlnému životu,“ řekl Lal. „Můžeme dělat vědu ve velkém měřítku, aniž bychom museli zmenšovat naše přístroje pro získávání energie, od radaru po seismometr. To je základ pro otevření dveří do sluneční soustavy. A to je to, co mě opravdu nadchýná.“

První národ, kterému se podaří umístit reaktor na Měsíc, bude mít zásadní vliv na utváření budoucnosti a potenciální konkurenti zrychlují. Nový vesmírný závod tedy není o tom, kdo se na Měsíc dostane první, ale o tom, kdo tam dokáže zůstat déle.

(Vietnam+)

Zdroj: https://www.vietnamplus.vn/vi-sao-my-muon-xay-dung-lo-phan-ung-hat-nhan-tren-mat-trang-post1053975.vnp