Wybór miejsca na księżycowy reaktor jądrowy NASA jest trudniejszy, niż się wydaje

W odważnym, strategicznym posunięciu dla Stanów Zjednoczonych, p.o. administratora NASA Sean Duffy ogłosił 5 sierpnia 2025 r. plany budowy reaktora rozszczepienia jądrowego, który ma zostać umieszczony na powierzchni Księżyca w 2030 r. Dzięki temu Stany Zjednoczone uzyskają przyczółek na Księżycu do czasu, gdy Chiny planują wysłać tam pierwszego taikonautę (tak Chiny nazywają swoich astronautów) do 2030 r.

Poza znaczeniem geopolitycznym , istnieją inne powody, dla których ten krok jest niezwykle istotny. Źródło energii jądrowej będzie niezbędne do odwiedzenia Marsa, ponieważ energia słoneczna jest tam słabsza. Mogłoby to również pomóc w utworzeniu bazy księżycowej, a potencjalnie nawet w zapewnieniu stałej obecności ludzi na Księżycu , ponieważ zapewnia stałe zasilanie nawet podczas zimnej nocy księżycowej.

W miarę jak ludzie wyruszają w podróż do Układu Słonecznego, nauka korzystania z lokalnych zasobów ma kluczowe znaczenie dla podtrzymania życia poza Ziemią, począwszy od pobliskiego Księżyca . NASA planuje priorytetowo traktować reaktor rozszczepialny jako źródło energii niezbędnej do wydobywania i przetwarzania zasobów księżycowych.

Jako geolog badający eksplorację kosmosu przez człowieka , od czasu ogłoszenia Duffy'ego rozmyślam nad dwoma pytaniami. Po pierwsze, gdzie najlepiej umieścić pierwszy reaktor jądrowy na Księżycu, który posłużyłby jako baza dla przyszłych baz księżycowych? Po drugie, w jaki sposób NASA ochroni reaktor przed pióropuszami regolitu – czyli luźno rozdrobnionych skał księżycowych – unoszonymi przez lądujące w jego pobliżu statki kosmiczne? To dwa kluczowe pytania, na które agencja będzie musiała odpowiedzieć, rozwijając tę technologię.

Gdzie umieścić reaktor jądrowy na Księżycu?

Reaktor jądrowy prawdopodobnie będzie źródłem energii dla pierwszej amerykańskiej bazy księżycowej, która będzie wspierać ludzi, którzy będą przebywać na niej przez coraz dłuższy czas. Aby umożliwić zrównoważoną eksplorację Księżyca przez ludzi, wykorzystanie lokalnych zasobów, takich jak woda i tlen do podtrzymywania życia oraz wodór i tlen do tankowania statków kosmicznych, może radykalnie zmniejszyć ilość materiałów potrzebnych do sprowadzenia z Ziemi, co również obniża koszty.

W latach 90. XX wieku sondy kosmiczne krążące wokół Księżyca po raz pierwszy zaobserwowały ciemne kratery, tzw. obszary stale zacienione, na biegunach północnym i południowym Księżyca. Naukowcy podejrzewają obecnie, że kratery te zawierają wodę w postaci lodu , która jest niezbędnym zasobem dla krajów planujących długoterminową obecność człowieka na powierzchni. Kampania Artemis NASA ma na celu powrót ludzi na Księżyc, koncentrując się na biegunie południowym Księżyca, aby wykorzystać występujący tam lód wodny.

Aby reaktor był użyteczny, musi znajdować się blisko dostępnych, wydobywalnych i rafinowanych złóż lodu wodnego. Problem polega na tym, że obecnie nie dysponujemy szczegółowymi informacjami potrzebnymi do określenia takiej lokalizacji.

Dobrą wiadomością jest to, że informacje te można uzyskać stosunkowo szybko. Sześć misji orbitalnych wokół Księżyca zebrało , a w niektórych przypadkach nadal zbiera , istotne dane, które mogą pomóc naukowcom określić, które złoża lodu wodnego są warte zbadania.

Te zbiory danych wskazują, gdzie znajdują się powierzchniowe lub zakopane złoża lodu wodnego. Analiza tych zbiorów danych w połączeniu może wskazać „gorące perspektywy” lodu wodnego, które misje łazików mogą zbadać i potwierdzić lub zaprzeczyć obserwacjom orbitalnym. Jednak ten krok nie jest łatwy.

Na szczęście NASA ma już gotową misję łazika Volatiles Investigating Polar Exploration Rover , który przeszedł wszystkie testy środowiskowe. Obecnie znajduje się on w magazynie, oczekując na lot na Księżyc. Misja VIPER może posłużyć do zbadania na Ziemi najgorętszego miejsca występowania lodu wodnego, zidentyfikowanego na podstawie danych orbitalnych. Przy wystarczającym finansowaniu NASA prawdopodobnie mogłaby uzyskać te dane w ciągu roku lub dwóch, zarówno na północnym, jak i południowym biegunie Księżyca.

Jak chronić reaktor?

Gdy NASA ustali najlepsze miejsca na umieszczenie reaktora, będzie musiała znaleźć sposób na jego osłonięcie przed statkami kosmicznymi podczas lądowania. Zbliżając się do powierzchni Księżyca, statki kosmiczne wzbijają w powietrze luźny pył i skały, zwane regolitem. Wszystko, co znajdzie się w pobliżu miejsca lądowania, zostanie poddane piaskowaniu , chyba że przedmioty te zostaną umieszczone za dużymi głazami lub poza horyzontem, który na Księżycu znajduje się ponad 2,4 kilometra od powierzchni.

Naukowcy już znają skutki lądowania obok wcześniej umieszczonego obiektu. W 1969 roku Apollo 12 wylądował w odległości 163 metrów (535 stóp) od sondy Surveyor 3 , na której powierzchniach wystawionych na działanie pióropusza regolitu stwierdzono korozję. Kampania Artemis będzie obejmowała znacznie większe lądowniki księżycowe, które wygenerują większe pióropusze regolitu niż w przypadku Apollo. Dlatego wszelkie wcześniej umieszczone obiekty będą wymagały ochrony przed uderzeniami obiektów lądujących w pobliżu, w przeciwnym razie lądowanie będzie musiało nastąpić poza horyzontem.

Dopóki NASA nie opracuje specjalnej platformy startowo-lądowej , wykorzystanie naturalnej topografii powierzchni Księżyca lub umieszczenie ważnych zasobów za dużymi głazami może być rozwiązaniem tymczasowym. Platforma zbudowana wyłącznie do startów i lądowań statków kosmicznych będzie jednak ostatecznie niezbędna w przypadku każdej lokalizacji wybranej dla tego reaktora jądrowego, ponieważ budowa bazy księżycowej będzie wymagała wielu wizyt. Chociaż reaktor jądrowy może dostarczyć energię potrzebną do budowy platformy, proces ten będzie wymagał planowania i inwestycji.

Eksploracja kosmosu przez człowieka jest skomplikowana. Jednak staranne gromadzenie zasobów na Księżycu oznacza, że naukowcy będą mogli w końcu robić to samo znacznie dalej, na Marsie. Choć diabeł tkwi w szczegółach, Księżyc pomoże NASA rozwinąć umiejętności wykorzystywania lokalnych zasobów i zbudować infrastrukturę, która pozwoli ludziom przetrwać i rozwijać się poza Ziemią w dłuższej perspektywie.

Clive Neal , profesor inżynierii lądowej i środowiskowej oraz nauk o Ziemi na Uniwersytecie Notre Dame . Niniejszy artykuł został przedrukowany z The Conversation na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł .