למה ארה"ב רוצה לבנות כור גרעיני על הירח?

מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי של ארה"ב (נאס"א) מאיץ תוכניות לבניית תחנת כוח גרעינית בהספק של 100 קילוואט על הירח, תחת הנחיה חדשה של המנהל בפועל שון דאפי.

התוכנית מחייה חלום בן עשרות שנים של פריסת אנרגיה גרעינית בחלל, מהלך שעשוי לפתוח יכולות חדשות עבור ארצות הברית, ובמקביל לאתגר את הכללים המשפטיים המסדירים את השימוש במשאבים וסביבות מחוץ לכדור הארץ.

"אני חושב שמי שיגיע לשם ראשון יוכל להכריז על אזור אסור להיכנס. זה יגביל משמעותית את יכולתה של ארה"ב לבסס נוכחות על הירח במסגרת תוכנית ארטמיס אם לא נגיע לשם מוקדם מספיק", אמר דאפי, בהתייחסו לתוכנית ארטמיס של נאס"א, שמטרתה להחזיר אמריקאים לירח בשנים הקרובות.

ההנחיות החדשות מתארות תוכנית לחמש שנים לתכנון, שיגור והתקנה של כור בהספק של 100 קילוואט (קילוואט) בקוטב הדרומי של הירח. תוכנית נאס"א תעבוד עם שותפים מסחריים.

לשם השוואה, 100 קילוואט יספקו כוח לכ-80 בתים אמריקאים. למרות שמדובר בעלייה קטנה בהספק, בהשוואה לגנרטורים הגרעיניים הבסיסיים שמפעילים רכבי חלל למאדים וכלי רכב חלל אחרים. כורים אלה מייצרים רק כמה מאות וואט, בערך כמו טוסטר אובן או נורת הלוגן חזקה.

"ההשפעה של הפרויקט החדש תהיה פורצת דרך, לא רק על הירח אלא על כל מערכת השמש", אמר בהאביה לאל, לשעבר מנהל בפועל של מנהל הטכנולוגיה, המדיניות והאסטרטגיה של נאס"א. הצבת כור גרעיני על הירח תאפשר לתעשיית החלל "לתכנן מערכות חלל על סמך מה שאנחנו רוצים לעשות, במקום להיות מוגבלות על ידי כמות האנרגיה שיש לנו".

האם ניתן לבנות כור בשנת 2030?

בניית תחנת כוח גרעינית על הירח בפחות מעשור היא משימה לא פשוטה, אך מומחים רבים מאמינים שהיא אפשרית.

"ארבע וחצי שנים הן מסגרת זמן צפופה ביותר, אבל הטכנולוגיה קיימת", אמר פרופסור סיימון מידלבורג, מנהל שותף של המכון לעתיד אנרגיה גרעינית באוניברסיטת בנגור בבריטניה.

המכשול הגדול ביותר עד כה לא היה הטכנולוגיה, אלא היעדר צורך ממשי בכור מחוץ לכדור הארץ. והיה גם רצון פוליטי לקדם את התוכנית. כעת, זה משתנה.

"השקענו למעלה מ-60 שנה, הוצאנו עשרות מיליארדי דולרים, אבל הפעם האחרונה שארצות הברית שיגרה כור לחלל הייתה ב-1965", אמר לאל, בהתייחסו למשימת SNAP-10A ששיגרה את הכור הגרעיני הראשון לחלל. "נקודת המפנה הגדולה הגיעה בשנה שעברה כאשר, בפעם הראשונה בהיסטוריה, נאס"א בחרה באנרגיה גרעינית כטכנולוגיית אנרגיה על פני השטח עבור משימות מאוישות למאדים."

"המדיניות ברורה כעת", הוסיפה. "הדבר החשוב הוא שהמגזר הפרטי לא רק רוצה להשתמש באנרגיה גרעינית בחלל, אלא גם רוצה לספק אותה". חברות תעופה וחלל גדולות כמו בואינג ולוקהיד מרטין, כמו גם חברות סטארט-אפ, חוקרות כעת את היישומים של אנרגיה גרעינית מעבר לכדור הארץ, אמרה.

תוכנית ארטמיס נועדה להניח את היסודות לבניית בסיס קבוע בקוטב הדרומי של הירח ולפתח טכנולוגיה לשליחת בני אדם למאדים. כך או כך, משימות מאוישות בסביבה קשה כמו הירח ידרשו מקור אנרגיה אמין ושופע. "שינויי הכבידה והטמפרטורה על הירח הם קיצוניים. הטמפרטורה היא 100 מעלות צלזיוס במהלך היום, וכמעט אפס מוחלט בלילה. כל האלקטרוניקה חייבת להיות עמידה בפני קרינה", אמר לאל.

בינתיים, סין מתכננת גם לבנות בסיס בקוטב הדרומי של הירח. המעצמות לוותקות לאזור משום שהוא עשיר במשאבים ובקרח, שיכולים לתמוך בחקירה ובהתיישבות ארוכת טווח. סין מנהלת משא ומתן עם רוסיה לבניית כור בקוטב הדרומי של הירח עד 2035, מה שהוביל את נאס"א, משרד ההגנה ומשרד האנרגיה להצטרף למירוץ.

איך הפרויקט עובד

ההנחיה של דאפי לא חשפה פרטים רבים על תכנון או גודל הכור המוצע, ולא ברור אילו רעיונות יעלו בחודשים הקרובים.

"כדי לקדם את התחרותיות והמנהיגות של אמריקה על פני הירח במסגרת תוכנית ארטמיס, נאס"א מפתחת במהירות טכנולוגיית ביקוע קרקעית", כתבה בת'אני סטיבנס, מזכירת העיתונות של נאס"א בוושינגטון, בדוא"ל ל-Wired. נאס"א תמנה מנהל תוכנית חדש לניהול הפרויקט ותשלח בקשה להצעות לחברות תוך 60 יום. נאס"א גם תכריז על פרטים נוספים בעתיד הקרוב."

ההנחיות החדשות משקפות את ממצאי דו"ח שפורסם לאחרונה על אנרגיה גרעינית בחלל, שנכתב במשותף על ידי לאל ומהנדס התעופה והחלל רוג'ר מאיירס, אשר תיאר תוכנית "ללכת בגדול או ללכת הביתה" שמטרתה לבנות כור בהספק של 100 קילוואט על הירח עד 2030.

העיצוב של 100 קילוואט, אומר לאל, "שווה ערך לשיגור שני פילים אפריקאים בוגרים ומטריה מתקפלת בגודל מגרש כדורסל לחלל". ההבדל הוא ש"פילים אלה מקרינים חום, והמטריה אינה שם כדי לחסום את השמש, אלא כדי לפזר את החום לחלל".

ייתכן שנאס"א קיבלה השראה מפרויקט ביקוע הגרעין על פני השטח, שהחל בשנת 2020 במטרה לבנות כור בהספק 40 קילוואט שניתן יהיה לפרוס אותו באופן אוטונומי על הירח. בעוד שעדיין לא ברור איזו חברה תזכה בחוזה לבניית הכור בהספק 100 קילוואט, גרסת ה-40 קילוואט משכה את השתתפותן של יחידות רבות כמו Aerojet Rocketdyne, Boeing ו-Lockheed Martin. בין הכוחות המעורבים נמנות גם חברות הגרעין BWXT, Westinghouse, X-Energy, חברת ההנדסה Creare וחברות טכנולוגיית החלל Intuitive Machines ו-Maxar.

בפרויקט של 40 קילוואט, החברות המשתתפות לא עמדו בדרישת המסה המרבית של 6 טון. עם זאת, ההנחיות החדשות של דאפי מניחות שהכור יועבר על ידי כלי נחיתה כבדים המסוגלים לשאת עד 15 טון מטען.

ניתן יהיה להעביר את הכור בהספק של 100 קילוואט, דלק האורניום, מערכות הקירור ורכיבים אחרים לירח באמצעות מספר שיגורים ונחיתות. ניתן יהיה למקם את המפעל במכתש פגיעת מטאוריט, או אפילו מתחת לפני הירח כדי למנוע זיהום במקרה של תאונה.

"הפעלת תנור על הירח תהיה מאתגרת מבחינה טכנית", אמר ל-Wired מהנדס התעופה והחלל קרלו ג'ובאני פרו מהאוניברסיטה הפוליטכנית של טורינו באיטליה. "מכיוון שלירח אין אטמוספירה, אי אפשר לסמוך על זרימת האוויר שיש על כדור הארץ כדי לפזר חום."

בנוסף, כוח המשיכה של הירח, שהוא רק שישית מזה של כדור הארץ, ישפיע גם על דינמיקת הזורמים והעברת החום, בעוד שהרגולית (אבק ופסולת המכסים את פני הירח) עלולים להפריע למערכות קירור ולרכיבים אחרים. בסך הכל, הוא אמר, התוכנית של נאס"א אפשרית, אך עדיין שאפתנית מאוד.

סיכונים ויתרונות

כל טכנולוגיה גרעינית דורשת תקנות בטיחות מחמירות. הדרישות אף גבוהות יותר עבור מערכות המשוגרות מעבר לכדור הארץ ונחתות בסביבות זרות.

לדברי מומחים, האפשרות הטובה ביותר אינה למצוא פתרונות לכל בעיה פוטנציאלית שעלולה להתעורר. במקום זאת, עלינו להתייחס לשאלה האם ניתן להימנע מהבעיה כבר משלב התכנון.

כל פריסה של כור גרעיני על הירח, בין אם על ידי נאס"א, סין או כל גורם אחר, תצטרך לעמוד בסטנדרטים גבוהים בכל שלב. לדוגמה, דלק האורניום ככל הנראה יהיה עטוף בשכבת מגן קשיחה כדי למנוע דליפה במקרה של כשל במשגר.

מלבד אסטרטגיית בטיחות איתנה, המירוץ להצבת אנרגיה גרעינית על הירח יקבע תקדימים חדשים לחוק ומדיניות חלל. סביר להניח שהמדינה או הארגון שיגיעו לשם ראשון יקבעו "אזורים אסורים" מסיבות בטיחות ואבטחה. אזורים אלה עשויים להיות בגודל של כמה קילומטרים רבועים, ובכך למנוע ממתחרים להתקרב.

אנרגיה גרעינית בחלל הייתה חלום במשך דורות. אך כעת מומחים מאמינים שהגיע זמנה. אם כורים גרעיניים יהפכו נפוצים מעבר לכדור הארץ, יכולתה של האנושות לחקור ולנצל את החלל תוכפל במידה ניכרת.

"עם כוח כזה, נוכל ליצור תשתית קבועה על פני השטח על הירח ועל מאדים. נוכל להפעיל מערכות להפקת משאבים כדי להשיג חמצן, מים ודלק למגורי אדם, לא רק כדי לשרוד אלא כדי לחיות בנוחות", אמר לאל. "אנחנו יכולים לעשות מדע בקנה מידה גדול, מבלי שנצטרך לכווץ את המכשירים שלנו בגלל צריכת חשמל, החל ממכ"ם ועד סייסמומטר. זה הבסיס לפתיחת הדלת למערכת השמש. וזה מה שבאמת מרגש אותי".

לאומה הראשונה שתצליח להציב כור על הירח תהיה השפעה רבה על עיצוב העתיד, וכל המתחרים הפוטנציאליים מאיצים. לפיכך, מרוץ החלל החדש אינו עניין של מי יגיע לירח ראשון, אלא למעשה, מי יכול להישאר זמן רב יותר.

(וייטנאם+)

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