Dodano: 25 listopad 2021r.

Reaktor jądrowy na Księżycu? Ambitne plany NASA

W ramach prowadzonego przez NASA programu Artemis astronauci mają znów wylądować na Księżycu. Co więcej, plany zakładają ustanowienie długoterminowej obecności człowieka na Srebrnym Globie. Jednak aby żyć i pracować na naszym naturalnym satelicie, astronauci będą potrzebować źródła energii elektrycznej. Najbardziej praktyczną opcją zasilania przyszłych kolonii wydaje się energia jądrowa, dlatego NASA wraz z Departamentem Energii Stanów Zjednoczonych szukają koncepcji małego reaktora jądrowego, który mógłby zostać zbudowany i dostarczony na Księżyc w ciągu 10 lat.

Reaktor jądrowy na Księżycu? Ambitne plany NASA

 

NASA i Departament Energii USA ogłosiły konkurs na opracowanie małego reaktora jądrowego. Zaproszenie zostało skierowane do firm z amerykańskiej branży energetycznej. Obie agencje poszukują projektu małych reaktorów jądrowych opartych o rozszczepienie uranu, które mogłyby działać na powierzchni Księżyca i byłyby gotowe do wystrzelenia i zademonstrowania swojego potencjału na powierzchni Srebrnego Globu w ciągu dekady.

Reaktor jądrowy na Księżycu

- Zapewnienie niezawodnego systemu o dużej mocy na Księżycu jest ważnym krokiem w ludzkiej eksploracji kosmosu, a osiągnięcie tego jest w naszym zasięgu – powiedział Sebastian Corbisiero z Idaho National Laboratory, które jest częścią Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych.

Ale ambicje NASA są większe. Jeśli projekt odniósłby sukces, następnym celem ma być Mars. NASA twierdzi, że reaktor jądrowy może zapewnić trwałą, obfitą energię bez względu na warunki środowiskowe na Księżycu lub Czerwonej Planecie.

Większość źródeł energii, z których korzystamy na Ziemi, na Księżycu nie znalazłaby zastosowania. Jak w przypadku innych misji kosmicznych, pozostają dwie opcje: energia słoneczna oraz energia jądrowa, pochodząca z rozszczepienia jąder ciężki pierwiastków, głównie uranu. Zważając na to, że noc na Księżycu trwa dwa tygodnie, bazy zasilane energią słoneczną także się nie sprawdzą. Chyba że w tym czasie zostanie opracowany jakiś efektywny sposób magazynowania energii, ale na to się nie zanosi. Pozostaje jedynie skorzystać z energii jądrowej.

Wytyczne

Eksperci z NASA twierdzą, że mała, lekka elektrownia jądrowa upakowana na lądowniku lub na łaziku, mogłaby dostarczyć do 10 kilowatów energii elektrycznej, co wystarczyłoby do zaspokojenia zapotrzebowania na energię kilku przeciętnych gospodarstw domowych. Oczywiście na Księżycu potrzeby byłyby zupełnie inne niż to, czego wymagają gospodarstwa domowe na Ziemi. Chodzi tu chociażby o zasilanie systemów podtrzymywania życia, ładowanie łazików księżycowych czy energia potrzebna naukowcom w przeprowadzaniu różnorakich eksperymentów. Dlatego zamiast polegać na jednym reaktorze, NASA planuje postawić na Księżycu cztery takie małe elektrownie, z których każda wytwarzałaby co najmniej 10 kilowatów energii i mogłaby to robić nieprzerwanie przez co najmniej 10 lat.

Cztery reaktory, według specjalistów z NASA, powinny dać wystarczająco dużo energii, aby umożliwić nie tylko stałą obecność ludzi na Księżycu, ale też eksplorację jego powierzchni.

Projekty powinny obejmować rdzeń reaktora zasilany uranem, system przekształcania energii jądrowej w energię użytkową, system chłodzenia reaktora oraz system dystrybucji. Wśród innych wymagań NASA wyszczególniła też rozmiary reaktora. Ma się on zmieścić w cylindrze o długości 6 metrów i szerokości 4 metrów. Ma też nie przekraczać wagi sześciu ton. Agencja określiła też limity narażenia na promieniowanie dla osób znajdujących się w okolicy reaktora. Są też wymagania dotyczące odporności na uszkodzenia opracowanego sprzętu.

Oczekiwania

- Spodziewam się, że opracowane systemy przyniosą znaczne korzyści naszym planom dotyczącym architektury zasilania dla Księżyca i Marsa, a nawet wprowadzą innowacje do zastosowań tutaj na Ziemi – powiedział Jim Reuter, zastępca administratora NASA.

Eksperci z NASA mają nadzieję, że badania nad małymi reaktorami zdolnymi pracować na powierzchni Księżyca mogą również pomóc w opracowaniu efektywnych systemów napędu jądrowego, które mogłyby pewnego dnia umożliwić astronautom podróż na Czerwoną Planetę na statkach kosmicznych poruszających się z większą prędkością, niż jest to obecnie możliwe.

To nie pierwsze próby stworzenia niewielkich reaktorów jądrowych, które mogłyby umożliwić długotrwałe misje załogowe na Księżyc, Marsa i inne miejsca w przestrzeni kosmicznej. Próby przystosowania reaktorów jądrowych do podróży kosmicznych mają długą historię, choć intensyfikacja prac nastąpiła w ostatnich dekadach. W 2018 roku NASA zademonstrowała system Kilopower, który miał pewne sukcesy, ale projekt ten nie zaszedł tak daleko, by być testowany na powierzchni Srebrnego Globu.

NASA i Departament Energii wybiorą najbardziej obiecujące propozycje do końca lutego 2022 r. i pomogą rozwijać te koncepcje przez okres 12 miesięcy. Następnie specjaliści dokonają oceny powstałych projektów i wybiorą najlepszy z nich. Ma on zostać dostarczony na Księżyc w ramach misji demonstracyjnej, miejmy nadzieję, że w tym dziesięcioleciu.


Źródło: NASA, Science Alert, fot. NASA