Mengapa AS mahu membina reaktor nuklear di Bulan?

Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Lepas Kebangsaan (NASA) AS sedang mempercepatkan rancangan untuk membina loji kuasa nuklear 100 kilowatt di Bulan, di bawah arahan baharu daripada pemangku Pengarah Sean Duffy.

Pelan itu menghidupkan semula impian berdekad lamanya untuk menggunakan tenaga nuklear di angkasa lepas, satu langkah yang boleh membuka keupayaan baharu untuk Amerika Syarikat sambil turut mencabar peraturan undang-undang yang mengawal penggunaan sumber dan persekitaran luar angkasa.

"Saya fikir sesiapa yang tiba di sana terlebih dahulu boleh mengisytiharkan zon larangan. Itu akan mengehadkan keupayaan AS untuk mewujudkan kehadiran di bulan di bawah program Artemis jika kita tidak sampai ke sana cukup awal," kata Duffy, merujuk kepada program Artemis NASA, yang bertujuan untuk mengembalikan rakyat Amerika ke bulan pada tahun-tahun akan datang.

Panduan baharu itu menggariskan rancangan lima tahun untuk mereka bentuk, melancarkan dan memasang reaktor 100 kilowatt (kW) di kutub selatan Bulan. Program NASA akan bekerjasama dengan rakan komersial.

Sebagai perbandingan, 100 kW akan kuasa kira-kira 80 rumah Amerika. Walaupun kecil, ia akan menjadi peningkatan besar dalam kuasa berbanding penjana nuklear asas yang menggerakkan rover Mars dan kenderaan angkasa lepas yang lain. Reaktor ini menjana hanya beberapa ratus watt, lebih kurang sama dengan ketuhar pembakar roti atau mentol lampu halogen yang berkuasa.

Kesan projek baharu itu "akan menjadi terobosan, bukan hanya untuk Bulan tetapi untuk keseluruhan sistem suria," kata Bhavya Lal, bekas pemangku pengarah Pengarah Teknologi dan Dasar dan Strategi NASA. Meletakkan reaktor nuklear di Bulan akan membolehkan industri angkasa untuk "mereka bentuk sistem angkasa berdasarkan apa yang kita mahu lakukan, dan bukannya dihadkan oleh jumlah kuasa yang kita ada."

Adakah mungkin untuk membina reaktor pada tahun 2030?

Membina loji kuasa nuklear di Bulan dalam masa kurang daripada satu dekad adalah satu tugas yang sukar, tetapi ramai pakar percaya ia boleh dilakukan.

"Empat setengah tahun adalah jangka masa yang sangat ketat tetapi teknologinya ada," kata Profesor Simon Middleburgh, pengarah bersama Institut Niaga Hadapan Tenaga Nuklear di Bangor University di UK.

Halangan terbesar setakat ini bukanlah teknologi, tetapi kekurangan keperluan sebenar untuk reaktor luar Bumi. Dan terdapat juga kemahuan politik untuk meneruskan rancangan itu. Sekarang, itu berubah.

"Kami melabur lebih 60 tahun, membelanjakan berpuluh bilion dolar, tetapi kali terakhir Amerika Syarikat melancarkan reaktor ke angkasa lepas adalah pada 1965," kata Lal, merujuk kepada misi SNAP-10A yang melancarkan reaktor nuklear pertama ke angkasa. "Titik perubahan besar datang tahun lepas apabila, buat pertama kali dalam sejarah, NASA memilih tenaga nuklear sebagai teknologi kuasa permukaan untuk misi berawak ke Marikh."

"Dasarnya kini jelas," tambahnya. "Yang penting ialah sektor swasta bukan sahaja mahu menggunakan tenaga nuklear di angkasa, tetapi juga mahu menyediakannya." Syarikat aeroangkasa utama seperti Boeing dan Lockheed Martin, serta syarikat pemula, kini sedang meneliti aplikasi kuasa nuklear di luar Bumi, katanya.

Program Artemis direka untuk meletakkan asas untuk membina pangkalan kekal di kutub selatan bulan dan membangunkan teknologi untuk menghantar manusia ke Marikh. Walau apa pun, misi dikendalikan dalam persekitaran yang sekeras Bulan akan memerlukan sumber kuasa yang boleh dipercayai dan banyak. "Graviti dan variasi suhu di Bulan adalah melampau. Suhu 100°C pada waktu siang, dan hampir sifar mutlak pada waktu malam. Semua elektronik perlu tahan sinaran," kata Lal.

Sementara itu, China juga merancang untuk membina pangkalan di kutub selatan Bulan. Negara-negara besar sedang mengintai rantau ini kerana ia kaya dengan sumber dan ais, yang boleh menyokong penerokaan dan penyelesaian jangka panjang. China sedang berunding dengan Rusia untuk membina reaktor di kutub selatan Bulan menjelang 2035, mendorong NASA, Jabatan Pertahanan dan Jabatan Tenaga menyertai perlumbaan.

Bagaimana projek itu berfungsi

Arahan Duffy tidak mendedahkan banyak butiran tentang reka bentuk atau saiz reaktor yang dicadangkan, dan tidak jelas idea apa yang akan muncul dalam beberapa bulan akan datang.

"Untuk memajukan daya saing dan kepimpinan Amerika di permukaan bulan di bawah program Artemis, NASA sedang membangunkan teknologi pembelahan permukaan dengan pantas," Bethany Stevens, setiausaha akhbar NASA di Washington, menulis dalam e-mel kepada Wired. NASA akan melantik pengurus program baharu untuk menguruskan projek itu dan akan mengeluarkan permintaan untuk cadangan kepada syarikat dalam tempoh 60 hari. NASA juga akan mengumumkan butiran lanjut dalam masa terdekat.”

Panduan baharu itu mencerminkan penemuan laporan terbaru mengenai kuasa nuklear di angkasa lepas, yang dikarang bersama oleh Lal dan jurutera aeroangkasa Roger Myers, yang menggariskan rancangan "Go Big or Go Home" yang bertujuan untuk membina reaktor 100 kilowatt di Bulan menjelang 2030.

Reka bentuk 100 kW, kata Lal, "sama dengan melancarkan dua gajah Afrika dewasa dan payung lipat bersaiz gelanggang bola keranjang ke angkasa." Perbezaannya ialah "gajah ini memancarkan haba, dan payung tidak ada di sana untuk menghalang matahari, tetapi untuk menghilangkan haba ke angkasa."

NASA mungkin telah diilhamkan oleh Projek Pembelahan Permukaan, yang bermula pada 2020 dengan matlamat membina reaktor 40 kW yang boleh digunakan secara autonomi di Bulan. Walaupun masih belum jelas syarikat mana yang akan memenangi kontrak untuk membina reaktor 100 kW, versi 40 kW telah menarik penyertaan banyak unit seperti Aerojet Rocketdyne, Boeing, Lockheed Martin. Pasukan yang turut terlibat termasuk syarikat nuklear BWXT, Westinghouse, X-Energy, syarikat kejuruteraan Creare, dan syarikat teknologi angkasa Intuitive Machines dan Maxar.

Dalam projek 40kW, syarikat yang mengambil bahagian tidak memenuhi keperluan jisim maksimum 6 tan. Bagaimanapun, panduan baharu Duffy mengandaikan reaktor itu akan diangkut dengan kapal pendaratan berat yang mampu membawa sehingga 15 tan kargo.

Reaktor 100kW, bahan api uranium, sistem penyejukan dan komponen lain boleh diangkut ke Bulan melalui pelbagai pelancaran dan pendaratan. Loji itu boleh terletak di kawah hentaman meteorit, atau bahkan di bawah permukaan Bulan untuk mengelakkan pencemaran sekiranya berlaku kemalangan.

"Mengendalikan relau di Bulan akan mencabar dari segi teknikal," kata jurutera aeroangkasa Carlo Giovanni Ferro dari Universiti Politeknik Turin di Itali kepada Wired. "Memandangkan Bulan tidak mempunyai atmosfera, anda tidak boleh bergantung pada aliran udara yang anda ada di Bumi untuk menghilangkan haba."

Di samping itu, graviti Bulan, yang hanya satu perenam daripada Bumi, juga akan menjejaskan dinamik bendalir dan pemindahan haba, manakala regolit (habuk dan serpihan yang menutupi permukaan Bulan) boleh mengganggu sistem penyejukan dan komponen lain. Secara keseluruhan, katanya, rancangan NASA boleh dilaksanakan, tetapi masih sangat bercita-cita tinggi.

Risiko dan Faedah

Semua teknologi nuklear memerlukan peraturan keselamatan yang ketat. Keperluan adalah lebih tinggi untuk sistem yang dilancarkan di luar Bumi dan mendarat di persekitaran asing.

Menurut pakar, pilihan terbaik adalah tidak mencari penyelesaian kepada setiap masalah yang mungkin timbul. Sebaliknya, kita perlu menangani persoalan sama ada masalah itu boleh dielakkan dari peringkat reka bentuk.

Sebarang penempatan reaktor nuklear di Bulan, sama ada oleh NASA, China atau orang lain, perlu memenuhi piawaian yang tinggi pada setiap peringkat. Sebagai contoh, bahan api uranium mungkin akan disarungkan dalam lapisan pelindung tegar untuk mengelakkan kebocoran jika penggalak gagal.

Selain daripada strategi keselamatan yang kukuh, perlumbaan untuk meletakkan kuasa nuklear di Bulan akan menetapkan preseden baharu untuk undang-undang dan dasar angkasa lepas. Mana-mana negara atau organisasi yang sampai ke sana dahulu mungkin akan mewujudkan "zon larangan" atas sebab keselamatan dan keselamatan. Zon ini boleh bersaiz beberapa kilometer persegi, dengan itu menghalang pesaing daripada mendekat.

Kuasa nuklear di angkasa lepas telah menjadi impian sejak beberapa generasi. Tetapi kini pakar percaya masanya telah tiba. Jika reaktor nuklear menjadi biasa di luar Bumi, keupayaan manusia untuk meneroka dan mengeksploitasi angkasa lepas akan berlipat kali ganda.

"Dengan kuasa seperti itu, kami boleh mencipta infrastruktur permukaan kekal di Bulan dan Marikh. Kami boleh menjalankan sistem pengekstrakan sumber untuk mendapatkan oksigen, air, bahan api untuk kediaman manusia, bukan sahaja untuk terus hidup tetapi untuk hidup dengan selesa," kata Lal. "Kami boleh melakukan sains pada skala, tanpa perlu mengecilkan instrumen kami kerana penggunaan kuasa, daripada radar kepada seismometer. Itulah asas untuk membuka pintu kepada sistem suria. Dan itulah yang benar-benar mengujakan saya."

Negara pertama yang berjaya meletakkan reaktor di Bulan akan mempunyai pengaruh besar dalam membentuk masa depan, dan pesaing berpotensi semuanya semakin pantas. Oleh itu, perlumbaan ruang angkasa baharu bukanlah tentang siapa yang sampai ke Bulan dahulu, tetapi sebenarnya, siapa yang boleh tinggal lebih lama./.

(Vietnam+)

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