چرا ناسا به دنبال ساخت یک نیروگاه هسته‌ای روی کره ماه است؟

کریسمس امسال (4 دی ماه) پنجاهمین سالگرد مأموریت فضایی آپولو 8 ناسا است که برای اولین بار انسان را به مدار کره ماه برد. البته چند ماه بعد نیل آرمسترانگ و باز آلدرین در مأموریت آپولو 11 روی سطح ماه فرود آمدند و عصر جدید سفرهای فضایی را آغاز کردند.

ناسا چند سالی است که روی پروژه نیروگاه هسته‌ای ماه کار می‌کند

اما حالا چندین سال از مأموریت های سرنشین دار ناسا به ماه می گذرد و سؤال اینجاست که چه زمانی دوباره پای انسان به قمر زمین خواهد رسید؟ هرچند سازمان فضایی ناسا در این زمینه برنامه هایی دارد و به منظور استفاده از ماه به عنوان پایگاهی برای سفرهای فضایی طولانی تر، چند سالی است که روی پروژه احداث نیروگاه هسته ای این کره کار می کند.

حالا ناسا با طرح نیروگاه متحرک و جان سخت «Kilopower» به اهداف خود نزدیک تر شده و احتمالاً در آینده ماه را به پایگاهی برای سفر به سایر کرات منظومه شمسی مانند مریخ و تایتان (قمر زحل) تبدیل خواهد کرد.

Kilopower دقیقاً چیست؟

کیلوپاور یک رآکتور شکافت هسته ای سبک وزن است که به صورت مشترک توسط ناسا و بخش انرژی هسته ای وزارت انرژی آمریکا توسعه یافته. نیروگاه مذکور با شکافتن اتم های اورانیوم 235 انرژی گرمایی تولید می کند که این انرژی سپس با استفاده از موتورهای بهینه استرلینگ به الکتریسیته تبدیل می شوند.

کیلوپاور به مدت 10 سال پیاپی با توان 10 کیلووات به فعالیت خود ادامه می دهد

نیروگاه متحرک Kilopower قادر است به مدت 10 سال پیاپی با توان 10 کیلووات به فعالیت خود ادامه دهد که به اعتقاد ناسا، بیش از دوبرابر توان مورد نیاز برای راه اندازی و کارکرد یک پایگاه فضایی روی ماه یا مریخ است.

«جیم رویتر» مشاور اجرایی بخش فناوری فضایی ناسا درباره کیلوپاور اظهار داشته که تولید انرژی بهینه و مستمر، کلید اصلی اکتشافات بعدی و استفاده از روبات ها بوده و نیروگاه کیلوپاور یکی از بخش های اصلی معماری انرژی در ماه و مریخ خواهد بود.

ناسا چگونه Kilopower  را آزمایش کرد؟

ناسا برای تضمین ایمنی نیروگاه هسته ای خود در سفرهای فضایی سرنشین دار به ماه و مریخ، آزمایشی موسوم به «KRUSTY» یا «رآکتور کیلوپاور با استفاده از فناوری استرلینگ» را طراحی کرده است.

آزمایش مورد بحث شامل شبیه سازی کاهش توان، خرابی موتورها، خرابی لوله های انتقال گرما و فعالیت با حداکثر ظرفیت به مدت 28 ساعت (برای شبیه سازی یک مأموریت واقعی) می شود. گفتنی است طبق برنامه ریزی ها، Kilopower برای اولین بار در سال 2020 به صورت عملیاتی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

چرا روی ماه به انرژی هسته ای نیاز داریم؟

بهره گیری از انرژی هسته ای در مأموریت های سرنشین دار بعدی ناسا و استفاده از رآکتور کیلوپاور، احتمالاً نگرانی بسیاری از افراد را درباره آلودگی قمر زمین به همراه خواهد داشت. اما جالب است بدانید که ناسا تقریباً در تمام مأموریت خود تا کنون از مولدهای گرما-الکتریکی ایزوتوپی با سوخت پلوتونیم 238 استفاده کرده؛ پروژه هایی مانند وویجر، کاسینی، مأموریت های سری آپولو و نیوهورایزنز.

کیلوپاور امکان انجام مأموریت های طولانی تر و اکتشاف نیمه تاریک ماه را فراهم خواهد کرد

علاوه بر این، شب های ماه بسیار طولانی هستند و به اندازه دو هفته زمینی طول می کشند. علت این موضوع گردش کند ماه به دور خودش است که با سرعت گردشش به دور زمین یکی بوده و به همین خاطر، ما همواره یک روی ماه را از سطح زمین می بینیم. در چنین شرایطی نیاز به تأمین انرژی مستمر بیش از پیش حس خواهد شد.

بنا بر اظهارات مارک گیبسون مهندس ارشد رآکتور کیلوپاور در مرکز تحقیقاتی گلن کلیولند، Kilopower امکان انجام مأموریت های طولانی تر و اکتشاف نیمه تاریک ماه را فراهم خواهد کرد. او معتقد است پروژه های فضایی که شامل اقامت های طولانی مدت فضانوردان روی کرات دیگر می شوند، نیازمند منبع انرژی قابل اعتماد و پایداری هستند که رآکتور کیلوپاور توانایی پاسخگویی به این نیاز را دارد.

نمی شد از انرژی خورشیدی استفاده کنیم؟

با وجود شب های طولانی ماه، در تئوری یک راه بسیار بهینه برای تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید روی این جرم آسمانی وجود دارد. کمپانی ژاپنی «Shimizu» کانسپتی ارائه کرده که با ساختن یک کمربند از پنل های خورشیدی با عرض چند کیلومتر، تمام خط استوای ماه به طول 11 هزار کیلومتر را پوشش می دهد.

کانسپت ژاپنی ها فعلاً قابل اجرا نیست

شرکت ژاپنی معتقد است در طرح مورد اشاره، همواره نیمی از پنل ها نور خورشید را دریافت می کنند که با توجه به عدم وجود اتمسفر در ماه، انرژی قابل توجهی تولید کرده و راندمان این پنل ها نسبت به زمانی که روی زمین قرار داشته باشند، تا پنج برابر بیشتر است.

البته کانسپت ژاپنی ها فعلاً قابلیت اجرا نداشته و به همین دلیل ناسا به دنبال استفاده از انرژی هسته ای به عنوان روشی ارزان تر و انعطاف پذیرتر خواهد بود.

بالاخره ناسا به ماه بازمی گردد یا خیر؟

مأموریت سفر به ماه ناسا همواره با تغییر رئیس جمهور آمریکا دستخوش تحول می شود

بازگشت فضانوردان ناسا به ماه پروژه ایست که همواره با تغییر رئیس جمهور آمریکا دستخوش تحول می شود. برنامه دولت ترامپ به عنوان رئیس جمهور حال حاضر آمریکا، ابتدا انجام پروژه های رباتیک روی ماه و سپس ارسال فضانوردان است.

دولت آمریکا همچنین تصمیم دارد یک ایستگاه فضایی در مدار ماه احداث کند و آن را «پلتفرم مدارگرد ماه Gateway» نامیده است. «Gateway» یا دروازه، علاوه بر تسهیل سفر به ماه، به عنوان پایگاه میانی برای مأموریت های فضایی به مریخ یا سایر اجرام منظومه شمسی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

در کنار موارد فوق، سازمان هوافضای ناسا از شرکت های خصوصی (مانند اسپیس اکس و بلو اوریجینز) خواسته فناوری های جدیدی را برای ارسال محموله به ماه توسعه دهند.

پلتفرم مدارگرد ماه Gateway چیست؟

طرح پلتفرم مدارگرد ماه Gateway یا به اختصار «LOP-G» یک ایستگاه فضایی است که در مدار ماه قرار گرفته و ناسا از آن به عنوان توقفگاهی برای مأموریت های طولانی استفاده خواهد کرد؛ هرچند برخی از مقامات اجرای این طرح را هدر دادن منابع می دانند.

مخالفان LOP-G معتقدند این طرح دلارهای ارزشمند را دور می ریزد

«تری ویرتز» فضانورد سابق ناسا و یکی از مخالفان طرح مدعی است که پروژه LOP-G تنها زمان فرود دوباره بر سطح ماه و در ادامه سفر به مریخ را عقب انداخته و دلارهای ارزشمند را دور می ریزد. در مقابل موافقان طرح می گویند برای سفر به اجرام دور دست، فرود روی سطح ماه و پرتاب دوباره از آن برای خروج از میدان گرانش، در دراز مدت هزینه بیشتری داشته و بهتر است توقف ها در مدار قمر زمین انجام گیرند.

گفتنی است طبق برنامه های ناسا، پلتفرم مدارگرد ماه Gateway تا سال 2022 آماده پرتاب خواهد بود و ماژول های سکونت فضانوردان نیز یک سال بعد به LOP-G می پیوندند.