Reaktory jądrowe na Księżycu to pewniak. Ale rozmach
Biały Dom wyznaczył konkretny termin dla reaktorów jądrowych w kosmosie i na Księżycu. Plan jest ambitny, ale po raz pierwszy wygląda tak konkretnie.
Amerykańskie Biuro Polityki Naukowej i Technologicznej, czyli OSTP, opublikowało memorandum, z którego wynika, że Stany Zjednoczone chcą mieć średniej mocy reaktor jądrowy na orbicie już do 2028 r. oraz pierwszy duży działający reaktor na powierzchni Księżyca do 2030 r. Projekt mają rozwijać równolegle NASA, Departament Obrony i Departament Energii. Energetyka jądrowa dla misji kosmicznych i przyszłych baz księżycowych przestaje więc być odległą wizją, a staje się konkretnym programem państwowym z datami granicznymi.
Dokument OSTP nie oznacza oczywiście, że reaktor już stoi w magazynie i czeka na start. Oznacza jednak, że po raz pierwszy administracja USA wyznaczyła spójny plan działania dla kilku agencji jednocześnie i przypisała im konkretne cele, terminy oraz parametry. Biały Dom pisze wprost, że chodzi o przyspieszenie wykorzystania energii jądrowej w przestrzeni kosmicznej i utrzymanie amerykańskiej przewagi w tej domenie.
Przez lata o reaktorach dla Księżyca mówiło się głównie w kategoriach rozwoju technologii. Teraz ta technologia dostała polityczne zielone światło i konkretne ramy wykonawcze. W przypadku dużych projektów kosmicznych właśnie taki moment często jest prawdziwym początkiem programu: nie wtedy, gdy naukowcy mówią, że coś byłoby świetnym pomysłem, ale wtedy, gdy państwo wpisuje termin do oficjalnego harmonogramu.
Co dokładnie ma powstać i kiedy?
Memorandum OSTP jest dość konkretne. Do 2028 r. ma powstać średniej mocy reaktor na orbicie, w tym wariant projektowany z myślą o napędzie elektrycznym opartym na energii jądrowej. Do 2030 r. ma zostać uruchomiony pierwszy duży reaktor na powierzchni Księżyca. Sam dokument zakłada, że systemy mają być modułowe, skalowalne i gotowe zarówno do zasilania infrastruktury, jak i do wspierania napędu statków kosmicznych.
Są tam również konkretne parametry techniczne. Reaktory orbitalne mają zapewniać co najmniej 20 kWe przez minimum 3 lata, a ich konstrukcja powinna umożliwiać skalowanie do 100 kWe. Dla Księżyca mowa o systemie zdolnym działać przez co najmniej 5 lat i również projektowanym z myślą o wzroście mocy do około 100 kWe. Pierwsze projekty koncepcyjne mają zostać przedstawione w ciągu roku.
Dlaczego atom, a nie panele słoneczne?
Przecież w kosmosie jest mnóstwo światła słonecznego, więc dlaczego nie zastosować fotowoltaiki? Problem w tym, że światło słoneczne nie zawsze jest dostępne tam, gdzie trzeba i nie zawsze daje stabilne zasilanie. NASA od lat tłumaczy, że systemy rozszczepieniowe są szczególnie atrakcyjne dla Księżyca, bo mogą zapewniać ciągłą energię niezależnie od oświetlenia, położenia i długości księżycowej nocy. A noc na Księżycu trwa około 14 ziemskich dni.
Jeśli ktoś chce myśleć o stałej bazie, rozbudowanej aparaturze naukowej, systemach podtrzymywania życia, wydobyciu zasobów albo produkcji paliwa na miejscu, potrzebuje zasilania stabilnego, a nie takiego, które zależy od tego, czy akurat świeci Słońce. Reaktor jądrowy daje właśnie stałą moc przez długi czas i bez konieczności budowania gigantycznych farm paneli oraz ogromnych magazynów energii.
To nie jest nowy pomysł, ale teraz dostał nowe życie
NASA od lat pracuje nad koncepcją Fission Surface Power, czyli systemu rozszczepieniowego dla powierzchni Księżyca. Taki reaktor miałby umożliwić zasilanie habitatów, eksperymentów i instalacji działających w dowolnym miejscu na Księżycu, także w regionach trwale zacienionych. W 2022 r. NASA i DOE podpisały kontrakty z trzema zespołami przemysłowymi na opracowanie wstępnych koncepcji właśnie takich systemów.
Nowe memorandum nie zaczyna więc wszystkiego od zera. Ono raczej bierze wcześniejsze prace technologiczne i przesuwa je na poziom programu strategicznego. Różnica jest ogromna. To już nie pytanie, czy da się zbudować mały reaktor dla Księżyca, lecz jak szybko państwo chce mieć gotowy system operacyjny i kto dokładnie ma go dostarczyć.
W grze jest nie tylko Księżyc, lecz także cały przyszły transport kosmiczny
Memorandum OSTP nie skupia się wyłącznie na zapewnieniu prądu dla kosmicznych baz. Równie fascynującym wątkiem jest w nim tzw. jądrowy napęd elektryczny. Jak ma to działać w praktyce? Taki silnik nie zapewnia wprawdzie potężnego, gwałtownego zrywu, do jakiego przyzwyczaiły nas klasyczne rakiety. Zamiast krótkotrwałej, brutalnej siły oferuje jednak ogromną wytrzymałość. Pozwala statkowi przyspieszać miarowo, stabilnie i przez bardzo długi czas. Uwalnia to inżynierów od konieczności dźwigania gigantycznych zbiorników ze zwykłym paliwem, pozwala zabrać na pokład znacznie cięższy ładunek i drastycznie wydłuża zasięg samej misji.
Przeczytaj także:
To oznacza, że projekt reaktorów orbitalnych i księżycowych nie jest tylko samą elektrownią dla bazy. To część dużo większego planu, w którym energetyka jądrowa ma wspierać zarówno stałą obecność człowieka poza Ziemią, jak i przyszłe loty głębiej w Układ Słoneczny. Taki reaktor może stać się czymś w rodzaju fundamentu całej dalszej infrastruktury kosmicznej.
