Americká NASA má plán, ako si podmaniť Mesiac pomocou jadrovej energie. Rusko a Čína ale nechcú zaostať
Americká NASA chce postaviť na povrchu Mesiaca jadrový reaktor, no podobné plány má aj Rusko a Čína. Veľmoci sa na Mesiaci stretnú.
NASA postupne posúva hranice lunárnej energetiky. Projekt Fission Surface Power sa zameriava na vytvorenie malého jadrového reaktora, ktorý by mohol napájať budúce lunárne základne. Na rozdiel od solárnych panelov, ktoré na Mesiaci často narážajú na technické limity, najmä počas 14,5-dňovej lunárnej noci, jadrový zdroj vie produkovať energiu nepretržite a nezávisle od Slnka. To otvára možnosti pre trvalú prítomnosť ľudí aj výskumných robotov.
Projekt odštartoval už v roku 2022, keď NASA rozdelila tri kontrakty po 5 miliónov dolárov medzi komerčných partnerov. Ich úlohou bolo navrhnúť počiatočné koncepty reaktora vrátane systému premeny tepla na elektrinu, riadenia energie a jej distribúcie, odhadovaného rozpočtu a harmonogramu vývoja.
„Chceli sme, aby firmy mysleli kreatívne a prišli s originálnymi riešeniami,“ vysvetľuje Lindsay Kaldon, projektová manažérka z Glenn Research Center.
NASA pritom stanovila len niekoľko základných parametrov, hmotnosť reaktora pod šesť ton a výkon aspoň 40 kilowattov, čo stačí napríklad pre napájanie lunárnej habitatovej jednotky alebo roverov. Pre porovnanie, 40 kW pokryje priemerne energiu pre 33 domácností v USA.
Reaktor čaká ešte veľa prekážok
Vesmír prináša aj špecifické technické výzvy. Na Mesiaci nemôžeme odvádzať teplo vzduchom ani vodou, ako na Zemi. Jedinou možnosťou je sálanie, takže 40 kW reaktory nebudú vyzerať ako budovy, ale ako obrovské kovové „krídla“ alebo vejáre. Efektivita Braytonových konvertorov, ktoré premieňajú teplo z jadrovej fúzie na elektrinu, je preto kľúčová. Lepšia účinnosť znamená, že nemusíme na Mesiac posielať tony materiálu len na odvod prebytočného tepla.
Bezpečnosť zostáva prioritou. Reaktor musí fungovať desať rokov bez zásahu človeka, čo v jadrovej energetike predstavuje extrémnu požiadavku. Na Zemi majú reaktory stovky senzorov a tím ľudí, ktorí menia súčiastky. Lunárny reaktor musí fungovať pasívne: ak sa niečo pokazí, fyzikálne zákony, napríklad tepelná rozťažnosť alebo gravitácia, sa postarajú o jeho samovypnutie bez potreby počítača alebo človeka.
Neprehliadni
Následne plánuje NASA predĺžiť kontrakty prvej fázy a využiť získané dáta pre druhú fázu, keď sa bude navrhovať finálny model reaktora na demonštráciu na Mesiaci.
„Získavame veľa informácií od troch partnerov. Musíme ich spracovať a vybrať to najlepšie do druhej fázy, aby sme minimalizovali riziká. Cieľom je, aby reaktor prežil prvý ročný test na Mesiaci a následne fungoval ďalších deväť rokov, s potenciálnou úpravou dizajnu pre budúce misie na Mars,“ hovorí Kaldon.
Technické riešenia sa netýkajú len samotného reaktora. NASA nedávno pridelila kontrakty spoločnostiam Rolls Royce North American Technologies, Brayton Energy a General Electric na vývoj Braytonových konvertorov. Súčasné konvertory strácajú veľa energie, a preto NASA vyzýva firmy na zvýšenie účinnosti týchto systémov.
Dôraz na dlhodobo udržateľnú technológiu
Dlhodobo sa uvažuje aj o využití miestnych zdrojov paliva. Prvé reaktory prinesú palivo zo Zeme, ale cieľom je, aby Mesiac slúžil ako „čerpacia stanica“ pre hlbšie lety do slnečnej sústavy. Rusko a Čína sa podobne zaujímajú o hélium-3, ktoré sa v regolite vyskytuje a mohlo by slúžiť ako palivo budúcich vesmírnych energetických systémov.
S týmto úsilím však nie je NASA sama. Rovnako Rusko aj Čína intenzívne skúmajú jadrovú energetiku pre lunárne misie. Obidve krajiny si kladú podobné ciele, reaktor, ktorý vie fungovať nezávisle od solárnej energie, podporiť dlhodobé pobyty na Mesiaci a zabezpečiť energiu pre robotické aj ľudské operácie.
„Ukazuje sa, že vesmírna energetika sa stáva medzinárodnou výzvou,“ hovorí Trudy Kortes z NASA: „Bez spoľahlivého zdroja energie nebude možné realizovať dlhodobé prieskumné misie.“
Projekt Fission Surface Power preto spája inžiniersku kreativitu, pasívnu bezpečnosť a strategické plánovanie. Nie je to len technológia, ale aj príprava na súťaž s ďalšími veľmocami, ktoré chcú byť lídrami v novej ére lunárnej a planetárnej prítomnosti človeka.
NASA bude mať konkurenciu
Rusko a Čína plánujú nainštalovať na Mesiaci jadrový reaktor, ktorý by mal zabezpečiť stabilný zdroj energie pre budúce lunárne základne. Táto spolupráca stojí na memorande podpísanom medzi ruskou agentúrou Roskosmos a čínskou CNSA v roku 2021 a je súčasťou projektu Medzinárodnej mesačnej výskumnej stanice (ILRS). Cieľom je vytvoriť diaľkovo ovládanú robotickú základňu a položiť technologický a energetický základ pre dlhodobé mesačné misie. Čína plánuje do roku 2028 realizovať tri misie Chang’e 6, 7 a 8, ktoré otestujú kľúčové technológie potrebné pre tento ambiciózny plán.
Dôvod pre použitie jadrového reaktora je praktický. Mesiac má dlhé dni a noci, každý trvá približne 14 pozemských dní. Počas mesačnej noci, kedy panuje absolútna tma a teploty klesajú až na –170 °C, solárne panely prestávajú fungovať. Reaktor dokáže produkovať energiu nepretržite. To umožní nielen prevádzku automatizovaných systémov, ale aj prípravu na neskoršiu prítomnosť ľudí, výskum či prípadnú ťažbu surovín, napríklad hélia-3. To sa v regolite vyskytuje a môže byť palivom budúcich energetických systémov.
Celý projekt je postavený na plnej automatizácii. Podľa generálneho riaditeľa Roskosmosu Jurija Borisova sú potrebné technológie už takmer pripravené a misia bude schopná fungovať bez priamej ľudskej kontroly. Jadrový reaktor na Mesiaci tak neslúži len ako energetický zdroj, ale aj ako strategický krok v súťaži o technologickú prevahu vo vesmíre, podobne ako program Artemis zo strany NASA, ktorý pripravuje Američania.
