Miért akar az USA atomreaktort építeni a Holdon?

Az Egyesült Államok Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatala (NASA) felgyorsítja egy 100 kilowattos atomerőmű Holdon történő építésének terveit, Sean Duffy megbízott igazgató új irányításával.

A terv újraéleszti az évtizedek óta dédelgetett álmot, hogy atomenergiát telepítsenek az űrbe, ami új lehetőségeket nyithat meg az Egyesült Államok számára, miközben megkérdőjelezi a földönkívüli erőforrások és környezetek felhasználását szabályozó jogi szabályokat is.

„Szerintem aki előbb odaér, az tiltó zónát hirdethet. Ez jelentősen korlátozná az Egyesült Államok azon képességét, hogy jelenlétet létesítsen a Holdon az Artemis program keretében, ha nem érünk oda elég korán” – mondta Duffy, utalva a NASA Artemis programjára, amelynek célja, hogy az elkövetkező években amerikaiakat juttasson vissza a Holdra.

Az új irányelv egy ötéves tervet vázol fel egy 100 kilowatt (kW) teljesítményű reaktor megtervezésére, felbocsátására és telepítésére a Hold déli pólusán. A NASA programja kereskedelmi partnerekkel fog együttműködni.

Összehasonlításképpen, 100 kW körülbelül 80 amerikai otthont látna el árammal. Bár kicsi, hatalmas teljesítménynövekedést jelentene a Mars-járókat és más űrjárműveket működtető alapvető atomgenerátorokhoz képest. Ezek a reaktorok mindössze néhány száz wattot termelnek, körülbelül annyit, mint egy kenyérpirító vagy egy nagy teljesítményű halogén izzó.

Az új projekt hatása „úttörő lesz, nemcsak a Hold, hanem az egész Naprendszer számára” – mondta Bhavya Lal, a NASA Technológiai, Politikai és Stratégiai Igazgatóságának korábbi megbízott igazgatója. Egy atomreaktor Holdra helyezése lehetővé tenné az űripar számára, hogy „az űrrendszereket a kívánságaik alapján tervezzék meg, ahelyett, hogy a rendelkezésünkre álló energia mennyisége korlátozná őket”.

Lehetséges reaktort építeni 2030-ban?

Egy atomerőművet a Holdon kevesebb mint egy évtized alatt építeni ijesztő feladat, de sok szakértő úgy véli, hogy lehetséges.

„Négy és fél év rendkívül szoros időkeret, de a technológia adott” – mondta Simon Middleburgh professzor, az Egyesült Királyságban található Bangor Egyetem Atomenergia Jövő Intézetének társigazgatója.

A legnagyobb akadályt eddig nem a technológia jelentette, hanem a Földön kívüli reaktor iránti valós igény hiánya. Ráadásul megvolt a politikai akarat is a terv végrehajtásához. Most ez változik.

„Több mint 60 évet fektettünk be, több tízmilliárd dollárt költöttünk, de az Egyesült Államok utoljára 1965-ben juttatott reaktort az űrbe” – mondta Lal, utalva az SNAP-10A küldetésre, amely az első atomreaktort juttatta az űrbe. „A nagy fordulópont tavaly jött el, amikor a történelem során először a NASA az atomenergiát választotta felszíni energiatechnológiának az emberes Mars-küldetésekhez.”

„A politika most már világos” – tette hozzá. „A lényeg az, hogy a magánszektor ne csak használni akarja az atomenergiát az űrben, hanem biztosítani is akarja azt.” Olyan nagy repülőgépipari vállalatok, mint a Boeing és a Lockheed Martin, valamint startupok is kutatják az atomenergia Földön kívüli alkalmazásait – mondta.

Az Artemis program célja, hogy lefektesse egy állandó bázis kiépítésének alapjait a Hold déli pólusán, és fejlessze az emberek Marsra küldéséhez szükséges technológiát. Akárhogy is, az emberes küldetésekhez egy olyan zord környezetben, mint a Hold, megbízható és bőséges energiaforrásra lesz szükség. „A Holdon a gravitáció és a hőmérséklet ingadozása szélsőséges. Nappal 100°C van, éjszaka pedig szinte abszolút nulla fok. Minden elektronikának sugárzásállónak kell lennie” – mondta Lal.

Eközben Kína egy bázis építését tervezi a Hold déli sarkánál. A nagyhatalmak azért figyelik a régiót, mert gazdag erőforrásokban és jégben, ami támogathatja a kutatást és a hosszú távú településeket. Kína tárgyalásokat folytat Oroszországgal egy reaktor 2035-re történő megépítéséről a Hold déli sarkánál, ami arra késztette a NASA-t, a Védelmi Minisztériumot és az Energiaügyi Minisztériumot, hogy beszálljon a versenybe.

Hogyan működik a projekt

Duffy irányelve nem fedett fel sok részletet a javasolt reaktor tervezésével vagy méretével kapcsolatban, és nem világos, hogy milyen ötletek fognak felmerülni a következő hónapokban.

„Annak érdekében, hogy az Artemis program keretében előmozdítsa Amerika versenyképességét és vezető szerepét a Hold felszínén, a NASA gyorsan fejleszti a felszíni hasadási technológiát” – írta Bethany Stevens, a NASA washingtoni sajtótitkára a Wirednek küldött e-mailben. A NASA új programmenedzsert nevez ki a projekt irányítására, és 60 napon belül ajánlattételi felhívást küld a vállalatoknak. A NASA a közeljövőben további részleteket is bejelent.”

Az új útmutató tükrözi a Lal és Roger Myers repülőgépmérnök által közösen írt, az űrben hasznosított nukleáris energiáról szóló friss jelentés megállapításait, amely egy „Nagyban vagy otthon” tervet vázolt fel, amelynek célja egy 100 kilowattos reaktor megépítése a Holdon 2030-ra.

Lal szerint a 100 kW-os kialakítás „egyenértékű két felnőtt afrikai elefánt és egy kosárlabdapálya méretű összecsukható esernyő űrbe juttatásával”. A különbség az, hogy „ezek az elefántok hőt sugároznak, és az esernyő nem azért van ott, hogy eltakarja a napot, hanem hogy eloszlassa a hőt az űrbe”.

A NASA-t valószínűleg a Felszíni Hasadási Projekt ihlette, amely 2020-ban indult azzal a céllal, hogy egy 40 kW-os reaktort építsenek, amely autonóm módon telepíthető a Holdra. Bár még nem világos, hogy melyik cég nyeri el a 100 kW-os reaktor építésére vonatkozó szerződést, a 40 kW-os változat számos egység részvételét vonzotta, mint például az Aerojet Rocketdyne, a Boeing és a Lockheed Martin. Az érintett erők között szerepelnek még a BWXT, a Westinghouse, az X-Energy, a Creare mérnöki cég, valamint az Intuitive Machines és a Maxar űrtechnológiai vállalatok.

A 40 kW-os projektben a részt vevő vállalatok nem teljesítették a 6 tonnás maximális tömegre vonatkozó követelményt. Duffy új útmutatója azonban azt feltételezi, hogy a reaktort nehéz leszállóhajóval szállítják, amely akár 15 tonna rakomány szállítására is képes.

A 100 kW-os reaktor, az uránüzemanyag, a hűtőrendszerek és egyéb alkatrészek több indítás és leszállás során is a Holdra szállíthatók lennének. Az üzem egy meteoritbecsapódási kráterben, vagy akár a Hold felszíne alatt is elhelyezhető lenne, hogy baleset esetén elkerülhető legyen a szennyeződés.

„Technikailag kihívást jelentene egy kemence üzemeltetése a Holdon” – mondta Carlo Giovanni Ferro, a Torinói Műszaki Egyetem repülőgépmérnöke a Wirednek. „Mivel a Holdnak nincs légköre, nem lehet a Földön lévő légáramlásra hagyatkozni a hő elvezetésében.”

Ezenkívül a Hold gravitációja, amely mindössze egyhatoda a Földének, szintén befolyásolja a folyadékdinamikát és a hőátadást, míg a regolit (a Hold felszínét borító por és törmelék) zavarhatja a hűtőrendszereket és más alkatrészeket. Összességében azt mondta, hogy a NASA terve megvalósítható, de még mindig nagyon ambiciózus.

Kockázatok és előnyök

Minden nukleáris technológia szigorú biztonsági előírásokat igényel. A követelmények még szigorúbbak azoknál a rendszereknél, amelyeket Földön kívülről indítanak, és idegen környezetben landolnak.

A szakértők szerint a legjobb megoldás nem az, ha minden felmerülő problémára megoldást találunk. Ehelyett azt a kérdést kell megvizsgálnunk, hogy a probléma elkerülhető-e már a tervezési szakaszban.

Bármilyen atomreaktor Holdra telepítésének, legyen az a NASA, Kína vagy bárki más által, minden szakaszban magas szabványoknak kellene megfelelnie. Például az uránüzemanyagot valószínűleg egy merev védőréteg borítaná, hogy megakadályozza a szivárgást, ha a gyorsítórakéta meghibásodik.

Egy szilárd biztonsági stratégián kívül az atomenergia Holdra telepítéséért folytatott verseny új precedenseket teremt az űrjog és -politika terén. Bármelyik nemzet vagy szervezet ér oda előbb, valószínűleg „tiltott zónákat” fog létrehozni biztonsági okokból. Ezek a zónák több négyzetkilométer nagyságúak is lehetnek, megakadályozva ezzel, hogy a versenytársak közelebb kerüljenek egymáshoz.

Az atomenergia az űrben generációk álma volt. De a szakértők most úgy vélik, eljött az ideje. Ha az atomreaktorok a Földön túl is elterjedtek lesznek, az emberiség képessége az űr felfedezésére és kiaknázására jelentősen megsokszorozódik.

„Ezzel a fajta energiával állandó felszíni infrastruktúrát hozhatnánk létre a Holdon és a Marson. Erőforrás-kitermelő rendszereket működtethetnénk, hogy oxigént, vizet és üzemanyagot nyerjünk az emberi lakhatáshoz, nemcsak a túléléshez, hanem a kényelmes élethez is” – mondta Lal. „Nagy léptékű tudományt végezhetünk anélkül, hogy az energiafogyasztás miatt csökkentenünk kellene a műszereinket, a radartól a szeizmométerig. Ez az alapja annak, hogy megnyissuk a kaput a Naprendszer felé. És ez az, ami igazán izgat.”

Az első nemzet, amely sikeresen reaktort helyez a Holdra, nagy hatással lesz a jövő alakítására, és a potenciális versenytársak száma is egyre gyorsul. Így az új űrverseny nem arról szól, hogy ki ér előbb a Holdra, hanem arról, hogy ki tud tovább maradni.

(Vietnám+)

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