NASA sedang melacak dengan cepat rencana untuk membangun reaktor nuklir di bulan Pada tahun 2030 di bawah arahan baru dari administrator sementara agensi Sean Duffy.
Rencana tersebut menghidupkan kembali a Mimpi yang sudah berumur beberapa dekade Untuk meningkatkan tenaga nuklir di ruang angkasa, pergeseran yang akan membuka kunci kemungkinan futuristik dan menguji pedoman hukum dan peraturan tentang penggunaan sumber daya dan lingkungan luar angkasa.
Duffy, yang juga menjabat sebagai Sekretaris Transportasi Presiden Donald Trump, membingkai menjadi yang pertama menempatkan reaktor di permukaan bulan sebagai kontes yang harus dimenangkan dalam perlombaan bulan baru. “Sejak Maret 2024, Cina dan Rusia telah mengumumkan setidaknya tiga kali upaya bersama untuk menempatkan reaktor di bulan pada pertengahan 2010-an,” kata Duffy dalam arahanyang bertanggal 31 Juli.
“Negara pertama yang melakukannya berpotensi menyatakan zona penundaan yang secara signifikan akan menghambat Amerika Serikat dari membangun kehadiran Artemis yang direncanakan jika tidak ada terlebih dahulu,” tambahnya, merujuk pada NASA Artemis Program, yang bertujuan untuk mendaratkan manusia di bulan di tahun -tahun mendatang.
Petunjuk meletakkan peta jalan untuk merancang, meluncurkan, dan menggunakan reaktor 100 kilowatt operasional ke Kutub Selatan Lunar dalam waktu lima tahun yang akan dibangun dengan mitra komersial (untuk perbandingan, 100 kilowatts Bisa berkuasa sekitar 80 rumah tangga Amerika). Sementara spesifikasi, well, spekulatif pada titik ini, 100 kilowatt mewakili dorongan daya dramatis dibandingkan dengan generator nuklir dasar yang bahan bakar Mars Rovers dan probe ruang, yang biasanya beroperasi hanya pada beberapa ratus watt, setara dengan pemanggang roti atau bola lampu.
Implikasinya akan transformatif, “tidak hanya untuk bulan, tetapi untuk seluruh tata surya,” kata Bhavya Lal, yang sebelumnya menjabat sebagai Associate Administrator for Technology, Policy, dan Strategi dan Penjabat Chief Technologist. Menempatkan reaktor nuklir di bulan akan memungkinkan industri luar angkasa untuk “mulai merancang sistem ruang di sekitar apa yang ingin kita lakukan, bukan jumlah kecil yang memungkinkan kita lakukan. Ini adalah lompatan yang sama yang terjadi ketika masyarakat berbasis bumi pindah dari cahaya lilin ke listrik.”
Bisakah NASA membangun reaktor nuklir bulan pada tahun 2030?
Membangun pembangkit nuklir di bulan pada tahun 2030 tidak akan mudah, tetapi banyak ahli percaya itu dalam jangkauan.
“Bertahun-tahun empat-dan-bit adalah skala waktu yang sangat bersemangat” tetapi “teknologinya ada di sana,” kata Simon Middleburgh, seorang profesor bahan nuklir dan co-sutradara Institut Futures Nuklir di Universitas Bangor di Inggris.
Masalah sampai poin ini belum tentu menjadi kesiapan teknologi, tetapi kurangnya permintaan misi untuk reaktor di luar bumi atau insentif politik untuk menyelesaikan penyelesaian mereka. Kalkulus itu sekarang bergeser.
“Kami telah berinvestasi lebih dari 60 tahun dan telah menghabiskan puluhan miliar dolar, dan terakhir kali kami meluncurkan apa pun adalah tahun 1965,” kata Lal, merujuk pada NASA Misi Snap-10ayang merupakan reaktor nuklir pertama yang diluncurkan ke luar angkasa. “Saya pikir momen besar perubahan adalah tahun lalu, ketika NASA sebenarnya, untuk pertama kalinya dalam sejarahnya, memilih tenaga nuklir sebagai teknologi pembangkit listrik permukaan utama untuk misi kru ke Mars.
“Sekarang ada kepastian kebijakan yang tidak kita miliki sebelumnya,” tambahnya. “Terakhir, sektor swasta tidak hanya tertarik untuk menggunakan tenaga nuklir ruang, mereka bahkan tertarik untuk menyediakan tenaga nuklir ruang angkasa.” Keduanya startup dan perusahaan dirgantara yang mapan seperti Boeing dan Lockheed Martin sedang meneliti penggunaan tenaga nuklir di ruang angkasa. “Ada banyak potongan puzzle yang datang bersama dengan cara yang baik, di mana kita benar -benar bisa bergerak.”
Program Artemis NASA seharusnya meletakkan dasar bagi pangkalan permanen di Lunar South Pole dan Pioneer Technologies untuk pindah ke Mars, meskipun Masa depannya tidak pasti. Terlepas dari itu, kebutuhan energi dari setiap misi kru di lingkungan yang eksotis seperti bulan, di mana malam dua minggu dan suhu berfluktuasi liar, membutuhkan kekuatan yang stabil dan berlimpah.
“Gravitasi bulan dan ayunan termal brutal,” kata Lal. “Suhu siang hari adalah sekitar 100 derajat Celcius. Malam hari dekat dengan nol absolut. Semua elektronik harus dikeraskan radiasi. Meskipun, saya akan jujur, risiko terbesar tidak teknis. Risiko terbesar adalah mempertahankan momentum dan tujuan misi itu.”
Masukkan Cina, yang juga merencanakan pangkalan bulan di Kutub Selatan. Wilayah ini kaya akan sumber daya dan es air, yang menjadikannya situs yang menarik untuk eksplorasi dan potensi kehadiran permanen, dan Cina sedang dalam pembicaraan dengan Rusia untuk bermitra dalam membangun reaktor di sana pada tahun 2035. Perkembangan ini membuat para pejabat galvanis di NASA, Departemen Pertahanan, dan Departemen Energi untuk masuk ke lomba.
“Itu bisa dilakukan, karena kami melakukannya dengan sangat baik di AS ketika kami memiliki musuh yang kuat, dan kami belum memiliki satu selama 40 tahun,” kata Mohamed El-Genk, seorang profesor rekayasa nuklir dan direktur pendiri Studi Lembaga Luar Angkasa dan Tenaga Nuklir di Universitas New Mexico. “Tapi banyak hal perlu diselesaikan agar hal itu terjadi.”
Bagaimana ini semua bekerja?
Petunjuk Duffy mencakup beberapa detail tentang desain atau skala reaktor yang direncanakan, dan ada orang yang menebak konsep apa yang mungkin muncul dalam beberapa bulan mendatang.
“Untuk lebih memajukan kompetisi AS dan kepemimpinan permukaan bulan di bawah kampanye Artemis, NASA bergerak cepat untuk memajukan pengembangan daya permukaan fisi,” kata Bethany Stevens, sekretaris pers di markas NASA, dalam email ke Wired. “Teknologi kritis ini akan mendukung eksplorasi bulan, menyediakan pembangkit energi berdaya tinggi di Mars, dan memperkuat keamanan nasional kita di luar angkasa. Di antara upaya untuk memajukan pengembangan, NASA akan menunjuk eksekutif program baru untuk mengelola pekerjaan ini, serta mengeluarkan permintaan proposal ke industri dalam 60 hari. NASA akan merilis rincian tambahan tentang proposal di masa depan.”
Arahan menggemakan temuan laporan terbaru Pada tenaga nuklir ruang angkasa, bersama oleh insinyur LAL dan Aerospace Roger Myers, yang termasuk opsi “Go Big or Go Home” untuk membangun reaktor 100 kw di bulan pada tahun 2030.
Desain 100-kW ini akan “kira-kira setara dengan mengirim beberapa gajah Afrika dewasa ke bulan dengan payung lipat seukuran lapangan basket, kecuali gajah menghasilkan panas dan payung itu bukan untuk shade, itu untuk membuang panas ke ruang angkasa,” kata Lal dalam email tindak lanjut yang berkapar-kabel.
NASA mungkin juga menarik inspirasi dari upaya terbarunya untuk mengembangkan reaktor bulan, yang dikenal sebagai Konsep Daya Permukaan Fisiyaitu dimulai pada tahun 2020. Rencananya adalah membangun reaktor 40 kW yang akan digunakan secara mandiri di permukaan bulan. Meskipun belum jelas perusahaan mana yang akan memenangkan kontrak untuk membangun reaktor 100-kW baru, prekursor 40-kW melibatkan input dari berbagai organisasi, termasuk Aerojet Rocketdyne, Boeing, dan Lockheed Martin dari sektor kedirgantaraan; perusahaan nuklir BWXT, Westinghouse, dan X-Energy; perusahaan teknik Creare; dan mesin intuitif perusahaan teknologi ruang dan maxar.
Perusahaan yang dikontrak untuk proyek itu tidak dapat bertemu massa maksimum Persyaratan 6 metrik ton selama fase konsep awal. Tetapi arahan dari Duffy mengasumsikan bahwa reaktor akan dikirim oleh pendarat kelas berat yang dapat memberikan muatan hingga 15 metrik ton.
Reaktor 100-kW, bahan bakar uranium, radiator, dan komponen lainnya dapat dikirimkan melalui beberapa peluncuran dan pendaratan. Situs pabrik bisa berada di dalam kawah bulan atau bahkan di bawah tanah untuk mencegah kontaminasi jika terjadi kecelakaan.
“Bulan menyajikan beberapa tantangan teknik yang serius,” Carlo Giovanni Ferro, seorang insinyur dan peneliti kedirgantaraan di Universitas Politeknik Turin di Italia, mengatakan dalam email ke Wired. “Tanpa atmosfer, tidak ada pendinginan konveksi-Anda tidak dapat mengandalkan aliran udara di atas komponen seperti sistem berbasis bumi-untuk penolakan panas berlebih.”
Ferro menambahkan bahwa gravitasi bulan, yang merupakan seperenam dari bumi, akan memengaruhi dinamika cairan dan perpindahan panas, dan bahwa regolit bulan – lapisan debu dan batuan kecil yang melapisi permukaan bulan – lengket dan elektrostatik, dan dengan demikian dapat mengganggu radiator dan komponen lainnya. “Mungkin layak dari sudut pandang teknis – namun tetap sangat ambisius,” katanya tentang rencana yang diusulkan NASA.
Apa risiko dan manfaatnya?
Semua teknologi nuklir menuntut pembatasan keselamatan yang ketat, terutama yang terikat untuk peluncuran pada roket peledak dan pendaratan di lingkungan asing.
“Sangat penting untuk memiliki sekelompok ahli duduk dan memasukkan persyaratan untuk mengatasi semua masalah,” kata El-Genk. “Cara terbaik adalah tidak memberikan solusi untuk masalah potensial, tetapi untuk bertanya: dapatkah kita menghindari potensi masalah dengan desain?”
Untuk itu, penyebaran reaktor bulan – oleh NASA, Cina, atau entitas lain – akan tunduk pada standar pengaturan tinggi di setiap fase. Misalnya, bahan bakar uranium kemungkinan terkandung dalam lapisan pelindung yang keras dalam hal kegagalan roket.
“Alasan kami memiliki peraturan adalah untuk keselamatan,” kata Middleburgh. “Kami tidak ingin astronot kehabisan sumber daya. Kami tidak ingin mereka mengalami kecelakaan di sana yang tidak dapat kami pulihkan. Itu akan menjadi bencana mutlak.
“Ini akan diatur ke gigi,” lanjutnya. “Siapa yang mengatur adalah pertanyaan, tetapi terlepas dari itu, mereka tidak akan hanya mulai bermunculan yang belum dipikirkan dan terbukti aman di sana. Itu akan menjadi akhir dari program.”
Selain mengembangkan strategi keselamatan yang kuat, perlombaan untuk membawa tenaga nuklir ke bulan akan menyala jalan baru dalam hukum dan kebijakan ruang angkasa. Apa pun negara atau entitas yang sampai di sana kemungkinan akan menetapkan apa yang disebut arahan sebagai “zona jaga” untuk keselamatan dan keamanan. Zona -zona ini, yang dapat mencakup beberapa mil persegi, akan mencegah pesaing memasuki ruang yang sama.
Kegiatan -kegiatan semacam itu harus menyatu dengan pedoman yang ditetapkan oleh Perjanjian Luar Angkasa, yang mengatakan benda -benda surgawi hanya dapat digunakan untuk tujuan damai, dan bahwa eksplorasi dan penggunaan ruang angkasa harus dilakukan untuk kepentingan “semua umat manusia.”
“Saya tidak berpikir bahwa ada pelanggaran terhadap perjanjian apa pun,” kata Lal. “Ini lebih merupakan pengecualian fungsional yang bisa karena risiko radiasi, kontrol termal, atau protokol kecelakaan. Sebenarnya akan dibenarkan di bawah Pasal Sembilan Perjanjian Luar Angkasa, yang diperlukan untuk mencegah gangguan berbahaya.
“Mereka tidak akan membuat klaim kedaulatan,” tambahnya. “Kami tidak mengatakan itu semacam perampasan tanah.”
Tenaga nuklir luar angkasa tampaknya telah berada di cakrawala selama beberapa generasi, tetapi banyak ahli berpikir momennya akhirnya tiba dan bahwa kita harus menyerang sementara besi (atau lebih tepatnya, uranium) panas. Jika reaktor nuklir bertahan di ruang angkasa, itu akan menambah kemungkinan eksplorasi dan industri.
“Ketika kita memiliki kekuatan semacam itu, kita berbicara tentang infrastruktur permukaan permanen di bulan dan Mars, sistem penambangan bulan, sistem penambangan Mars untuk mengekstraksi oksigen, air, dan propelan di habitat manusia yang sebenarnya – bukan hanya untuk bertahan hidup, tetapi untuk livability,” kata Lal. “Kami dapat melakukan sains dalam skala. Kami tidak perlu miniatur instrumen kami sehingga mereka tidak mengambil terlalu banyak kekuatan, apakah itu radar atau seismometer.
“Ini adalah fondasi untuk membuka tata surya,” tambahnya. “Itulah bagian yang sangat saya sukai.”
Bangsa -Bangsa Pertama yang berhasil mendirikan reaktor di bulan akan memiliki peran yang sangat besar dalam membentuk masa depan ini – dan kemungkinan para pemain memutar mesin mereka.
“Perlombaan luar angkasa baru bukan tentang sampai ke bulan terlebih dahulu,” kata Ferro. “Ini tentang siapa yang bisa tinggal.”
