Por que os EUA querem construir um reator nuclear na Lua?

A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos EUA (NASA) está acelerando os planos para construir uma usina nuclear de 100 quilowatts na Lua, sob nova direção do diretor interino Sean Duffy.

O plano revive um sonho de décadas de implantar energia nuclear no espaço, uma medida que pode abrir novas capacidades para os Estados Unidos e, ao mesmo tempo, desafiar as regras legais que regem o uso de recursos e ambientes extraterrestres.

"Acho que quem chegar lá primeiro poderá declarar uma zona proibida. Isso limitaria significativamente a capacidade dos Estados Unidos de estabelecer uma presença na Lua sob o programa Artemis se não chegarmos lá primeiro", disse Duffy, referindo-se ao programa Artemis da NASA, que visa levar os americanos de volta à Lua nos próximos anos.

As novas diretrizes descrevem um plano de cinco anos para projetar, lançar e instalar um reator de 100 quilowatts (kW) no polo sul da Lua. O programa da NASA trabalhará com parceiros comerciais.

Para efeito de comparação, 100 kW são suficientes para abastecer cerca de 80 residências americanas. Embora pequeno, isso representaria um enorme aumento de potência em comparação com os geradores nucleares básicos que alimentam sondas de Marte e outros veículos espaciais. Esses reatores geram apenas algumas centenas de watts, aproximadamente o mesmo que uma torradeira ou uma potente lâmpada halógena.

O impacto do novo projeto "será inovador, não apenas para a Lua, mas para todo o sistema solar", disse Bhavya Lal, ex-diretor interino da divisão de política e tecnologia da NASA. Instalar um reator nuclear na Lua permitiria à indústria espacial "projetar sistemas espaciais com base no que queremos fazer, em vez de nos limitarmos à quantidade de energia que temos".

É possível construir um reator em 2030?

Construir uma usina nuclear na Lua em menos de uma década é uma tarefa assustadora, mas muitos especialistas acreditam que é possível.

“Quatro anos e meio é um prazo extremamente curto, mas a tecnologia está lá”, disse o professor Simon Middleburgh, codiretor do Nuclear Energy Futures Institute da Universidade de Bangor, no Reino Unido.

O maior obstáculo até agora não foi a tecnologia, mas a falta de uma necessidade real de um reator fora da Terra. E houve impulso político suficiente para levar o plano adiante. Agora, isso está mudando.

“Investimos mais de 60 anos, gastamos dezenas de bilhões de dólares, mas a última vez que os Estados Unidos lançaram um reator no espaço foi em 1965”, disse Lal, referindo-se à missão SNAP-10A que lançou o primeiro reator nuclear ao espaço. “A grande virada aconteceu no ano passado, quando, pela primeira vez na história, a NASA escolheu a energia nuclear como tecnologia de energia de superfície para missões tripuladas a Marte.”

"A política agora está clara", acrescentou. "O importante é que o setor privado não só queira usar a energia nuclear no espaço, mas também queira fornecê-la." Grandes empresas aeroespaciais, como Boeing e Lockheed Martin, bem como startups, estão atualmente pesquisando as aplicações da energia nuclear além da Terra, disse ela.

O programa Artemis foi projetado para estabelecer as bases para uma base permanente no polo sul lunar e desenvolver a tecnologia necessária para enviar humanos a Marte. De qualquer forma, missões tripuladas a um ambiente tão hostil quanto a Lua exigirão uma fonte de energia estável e confiável. "As variações de gravidade e temperatura na Lua são extremas. A temperatura é de 100°C durante o dia e quase zero absoluto à noite. Todos os componentes eletrônicos precisam ser resistentes à radiação", disse Lal.

Enquanto isso, a China também planeja construir uma base no polo sul da Lua. As superpotências estão de olho na região por ser rica em recursos e gelo, o que poderia sustentar a exploração e o assentamento permanente. A China está em negociações com a Rússia sobre a construção de um reator no polo sul da Lua até 2035, levando a NASA, o Departamento de Defesa e o Departamento de Energia a se juntarem à corrida.

Como o projeto funciona

A diretiva de Duffy não revelou muitos detalhes sobre o projeto ou tamanho do reator proposto, e não está claro quais ideias surgirão nos próximos meses.

“Para promover a competitividade e a liderança dos Estados Unidos na superfície lunar, no âmbito do programa Artemis, a NASA está desenvolvendo rapidamente a tecnologia de fissão de superfície”, escreveu Bethany Stevens, secretária de imprensa da NASA em Washington, em um e-mail à Wired. A NASA nomeará um novo gerente de programa para liderar o projeto e emitirá uma solicitação de propostas às empresas dentro de 60 dias. A NASA também divulgará mais detalhes nos próximos dias.”

A nova orientação reflete as descobertas de um relatório recente sobre energia nuclear no espaço, coautorado por Lal e o engenheiro aeroespacial Roger Myers, que delineou um plano "Go Big or Go Home" que visa construir um reator de 100 quilowatts na Lua até 2030.

O projeto de 100 kW é "o equivalente a enviar dois elefantes africanos adultos e um guarda-chuva dobrável do tamanho de uma quadra de basquete para o espaço", disse Lal. A diferença é que "esses elefantes irradiam calor, e o guarda-chuva não está lá para bloquear o sol, mas para dissipar o calor para o espaço".

A NASA pode ter se inspirado no Projeto de Fissão de Superfície, iniciado em 2020 com o objetivo de construir um reator de 40 kW que pudesse ser implantado de forma autônoma na Lua. Embora ainda não esteja claro qual empresa ganhará o contrato para construir o reator de 100 kW, a versão de 40 kW atraiu a participação de muitas unidades, incluindo Aerojet Rocketdyne, Boeing e Lockheed Martin. As forças também incluem as empresas nucleares BWXT, Westinghouse, X-Energy, a empresa de engenharia Creare e as empresas de tecnologia espacial Intuitive Machines e Maxar.

No projeto de 40 kW, as empresas participantes ainda não atingiram o requisito de massa máxima de 6 toneladas. No entanto, a nova orientação de Duffy pressupõe que o reator será transportado por um navio de desembarque de carga pesada, capaz de transportar até 15 toneladas de carga.

O reator de 100 kW, o combustível de urânio, o sistema de resfriamento e outros componentes poderiam ser transportados para a Lua por meio de múltiplos lançamentos e pousos. A usina poderia ser localizada em uma cratera de impacto de meteorito ou mesmo abaixo da superfície lunar para evitar contaminação em caso de acidente.

“Operar uma fornalha na Lua seria tecnicamente desafiador”, disse o engenheiro aeroespacial Carlo Giovanni Ferro, da Universidade Politécnica de Turim, na Itália, à Wired. “Como a Lua não tem atmosfera, não se pode depender de correntes de ar como na Terra para dissipar o calor.”

Além disso, a gravidade da Lua, que é apenas um sexto da da Terra, também afetará a dinâmica dos fluidos e a transferência de calor, enquanto o regolito (poeira e detritos que cobrem a superfície lunar) pode interferir nos sistemas de resfriamento e outros componentes. No geral, ele disse, o plano da NASA é viável, mas ainda muito ambicioso.

Riscos e Benefícios

Toda tecnologia nuclear exige normas de segurança rigorosas. Os requisitos são ainda maiores para sistemas lançados além da Terra e que pousam em um ambiente alienígena.

Segundo especialistas, a melhor opção não é encontrar soluções para todos os problemas potenciais que possam surgir. Em vez disso, precisamos abordar a questão de saber se o problema pode ser evitado desde a fase de projeto.

A implantação de um reator nuclear na Lua, seja pela NASA, China ou qualquer outro país, teria que atender a altos padrões em todas as etapas. Por exemplo, o combustível de urânio provavelmente seria envolto em uma camada protetora rígida para evitar vazamentos em caso de mau funcionamento do foguete propulsor.

Além de estratégias de segurança sólidas, a corrida para levar energia nuclear à Lua estabelecerá novos precedentes para leis e políticas espaciais. Qualquer nação ou organização que chegar lá primeiro provavelmente estabelecerá "zonas proibidas" por motivos de segurança. Essas zonas podem ter vários quilômetros quadrados, impedindo assim que os concorrentes se aproximem.

A energia nuclear no espaço é um sonho de gerações. Mas agora, especialistas acreditam que sua hora chegou. Se os reatores nucleares se tornarem comuns fora da Terra, a capacidade da humanidade de explorar e explorar o espaço será significativamente ampliada.

“Com esse tipo de energia, podemos criar infraestrutura de superfície permanente na Lua e em Marte. Podemos operar sistemas de extração de recursos para obter oxigênio, água e combustível para a habitação humana, não apenas para sobreviver, mas para viver confortavelmente”, disse Lal. “Podemos fazer ciência em escala, sem precisar reduzir a potência dos nossos instrumentos, do radar ao sismômetro. Essa é a base para abrir as portas para o sistema solar. E é isso que realmente me empolga.”

A primeira nação a colocar com sucesso um reator na Lua terá uma grande influência na definição do futuro, e potenciais concorrentes estão acelerando. Portanto, a nova corrida espacial não é sobre quem chega primeiro à Lua, mas sim quem consegue ficar mais tempo.

(Vietnã+)

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