Por que diabos a NASA construiria um reator nuclear na lua?

“Duffy para anunciar o reator nuclear na lua“Não é uma manchete que imaginei a leitura antes da semana passada. Claro, como um nerd de ficção científica, pude ver um futuro em que a energia nuclear desempenhou um papel nos assentamentos permanentes da lua. Mas a idéia de a NASA construir um microrreator de 100 quilowatts nos próximos cinco anos parecia ridículo.

“Eu não tenho ideia de por que isso está recebendo tanta jogada,” Professor Bhaavy Lal Me diz por telefone, com uma pitada de exasperação em sua voz. A resposta de Lal faz sentido quando você entende o arco de sua carreira; Ela passou grande parte de sua vida profissional pensando em como os EUA devem usar a energia nuclear para explorar o espaço. Na NASA, ela atuou como tecnóloga -chefe interina e recebeu a medalha de serviço distinto da agência. Entre suas outras qualificações, ela também testemunhou perante o Congresso sobre o assunto da propulsão nuclear e até ajudou a reescrever as regras que regem os lançamentos envolvendo materiais radioativos.

Mais recentemente, ela escreveu um artigo intitulado Pesando o futuro: opções estratégicas para a liderança nuclear espacial dos EUA Onde ela e seu co-autor, Dr. Roger Myers, examinam as falhas anteriores da política dos EUA no que se refere à energia nuclear no espaço e argumentam que o país deve testar um pequeno sistema nuclear na lua até 2030. A maneira como Casey Dreier, chefe de política espacial da Space at A sociedade planetária – Uma organização sem fins lucrativos que defende a exploração e o estudo do espaço – diz, muitos aspectos do plano do secretário Duffy são “praticamente diretos” desse relatório.

LAL é mais modesto e descreve a diretiva que Duffy emitiu como “acelerando o trabalho em andamento” na NASA. Segundo ela, a agência está “financiamento (espaço) do poder de fissão há anos”, acrescentando que a única coisa nova aqui é que há uma data. “Fizemos isso há mais de 60 anos”, ela me diz, e se a NASA acaba entregando o plano de Duffy, nem seria o primeiro reator nuclear que os EUA enviaram ao espaço. Essa distinção vai para Snap-10a em 1965.

A razão pela qual os EUA passaram décadas explorando reatores nucleares com capacidade espacial é simples. “Você pode obter enormes quantidades de energia de muito pouca massa”, explica Nick Touran, físico do reator, advogado nuclear e fundador da O que é nuclear. E para lançamentos no espaço, manter os valores da carga útil baixo é crítico.

De quanto poder estamos falando? “Quando totalmente fissa, um pedaço de urânio-235 do tamanho de um softball oferece tanta energia quanto um trem de carga cheio de carvão”, diz o Dr. Lal. Combinado com as limitações da energia solar, particularmente a espaçonave mais longe do sol, o Nuclear é um divisor de águas.

Dr. Lal aponta para a sonda New Horizons como exemplo. Em 2015, a espaçonave passou por Plutão, no processo de captura Fotos impressionantes do planeta anão. Se você seguiu de perto a missão, lembre -se de que os novos horizontes não fizeram uma parada em Plutão. A razão para isso é que não tinha poder suficiente para entrar em órbita. “Tivemos cerca de 200 watts em novos horizontes. Isso é basicamente duas lâmpadas de poder”, disse o Dr. Lal. Posteriormente levou novos horizontes a 16 meses para enviar todos os Mais de 50 gigabytes de dados capturou de volta à terra. Se a sonda tivesse um micro-reator de 20 quilowatts, o Dr. Lal diz que poderia ter transmitido esses dados em tempo real, além de entrar em órbita e operar todos os seus instrumentos continuamente.

Quando se trata da lua, a nuclear seria transformacional. Em nosso único satélite natural, as noites passam 14 dias da Terra, e há crateras que nunca vêem nenhuma luz solar. A energia solar poderia alimentar um posto avançado permanente da NASA na lua, mas não sem um número “enorme” de baterias para preencher a lacuna de duas semanas na geração de energia, e essas baterias precisariam ser transportadas da Terra.

“Em algum momento, queremos fazer um trabalho em escala industrial na lua. Mesmo se quisermos fazer uma impressão 3D, requer centenas de quilowatts de energia-se não mais”, disse o Dr. Lal. “Se você vai fazer algum tipo de atividade comercial na lua, precisamos de mais do que a energia solar pode fornecer”.

Em Marte, enquanto isso, a energia nuclear seria absolutamente essencial. O planeta vermelho é o lar de Tempestades de poeira Isso pode durar semanas ou meses e cobrir continentes inteiros. Nessas condições, a energia solar não é confiável. De fato, quando a NASA finalmente terminou a oportunidade Missão de quase 15 anos Em Marte, foi uma tempestade de poeira em todo o planeta que deixou o rover inoperante.

Como tal, se os EUA quiserem estabelecer uma presença permanente em Marte, o Dr. Lal argumenta que faria mais sentido aperfeiçoar a tecnologia de reatores necessária na lua. “Não queremos nosso primeiro reator nuclear operando em Marte. Queremos experimentar primeiro a lua. E é isso que eu acho que a NASA está tentando fazer”.

Obviamente, existem muitos obstáculos técnicos que a NASA precisará superar antes que isso esteja próximo da realidade. Surpreendentemente, o problema mais direto pode ser encontrar um micro-reator de 100 quilowatts. No momento, não há companhia nos micro -reagtos produzidos nos EUA. A Atomics International e a Aviação Norte-Americana, as empresas que construíram o SNAP-10A, foram extintas décadas atrás.

“Existem muitos que estão em desenvolvimento, mas quase nenhum que esteja no estágio de protótipo”, disse Touran. Como ele explica, esse é um detalhe importante; A maioria dos reatores nucleares não funciona quando estão ligados. “São necessárias algumas iterações para obter um reator até um nível em que é operável, confiável e econômico”, disse ele.

A boa notícia é que Touran acredita que há tempo mais do que suficiente para a NASA ou uma empresa privada construir um reator de trabalho para o projeto. “Acho que estamos em um ótimo local para dar um bom golpe nisso até 2030”, disse Touran. Em 2018, a NASA e o Departamento de Energia Demoed KrustyUm sistema leve de fissão de 10 quilowatts. “Esse foi um dos únicos reatores novos que ativamos em muitas décadas, e foi feito com um orçamento apertado”, disse ele.

No final, a implantação de um reator na lua pode ser mais difícil do que construir um. Com base em algumas matemáticas difíceis feitas pelo Dr. Myers, um reator de 100 quilowatts pesaria entre 10 a 15 toneladas, o que significa que nenhum foguete comercial atual poderia levá-lo ao espaço. A NASA também precisará encontrar uma maneira de ajustar o radiador do reator dentro de um foguete. Desdobrado, o componente será do tamanho de uma quadra de basquete.

De acordo com o Dr. Lal, a linha do tempo de 2030 para o projeto provavelmente é baseada na assunção Starship estará pronta para voar até então. Mas o Rocket Super Heavy Lift de Elon Musk teve um 2025 ruim. Dos três voos de teste que a SpaceX tentou este ano, dois terminaram na explosão da espaçonave. Um daqueles que viu Starship subir em chamas durante o que deveria ter sido um Teste de solo de rotina.

Se o Starship não estiver pronto até 2030, a NASA poderá conceber o reator separadamente de todos os outros componentes necessários para criar um sistema de energia em funcionamento, mas de acordo com Lal, “isso vem com seu próprio conjunto de desafios”. Principalmente, a agência não tem uma ótima maneira de montar um sistema tão complexo de forma autônoma. De qualquer forma, o Starship é pelo menos um trabalho tangível em andamento. O mesmo não pode ser dito para o Lander que seria necessário para levar o reator à superfície da lua. Em 2021, NASA SpaceX contratado Para construir um lander para as missões Artemis, mas a atualização mais recente que os dois compartilhados na espaçonave foi um par de renderizações 3D. Da mesma forma, a de origem azul Lua azul Lander ainda não voou, apesar das promessas de que poderia fazer sua primeira viagem à lua já nesta primavera ou verão.

Outro ponto de interrogação está pendurado em todo o projeto. No final de julho, a NASA está a caminho de perder aproximadamente 4.000 funcionários que concordaram em deixar a agência através da aposentadoria antecipada, uma separação voluntária ou uma resignação diferida – tudo como parte dos esforços mais amplos do governo Trump para reduzir o número de trabalhadores em todo o governo federal. No total, a NASA está a caminho de perder cerca de um quinto de sua força de trabalho, e o moral na agência está em um Low de todos os tempos. Mesmo com o Departamento de Energia e a Indústria Privada fornecendo suporte, há boas razões para acreditar que as reduções afetarão a capacidade da NASA de entregar o projeto no prazo.

“A contradição inerente a esta proposta é que a Casa Branca está instruindo a NASA a fazer os dois projetos mais ambiciosos e difíceis que qualquer programa espacial pode fazer, que é enviar humanos para a lua e Marte, mas para fazê -lo com um nível de recurso e a força de trabalho equivalente ao que a agência tinha antes que os primeiros humanos fossem para o espaço em 1961”, disse a força de trabalho.

Um porta -voz da NASA se recusou a compartilhar detalhes sobre as reduções – incluindo o número de funcionários definidos para deixar o Glenn Research CenterA instalação que construiu o reator Krusty e onde grande parte do talento de engenharia nuclear da agência está concentrado. “À medida que mais informações oficiais se tornam disponíveis, prevemos responder a mais de suas perguntas”, disse o porta -voz.

“Eu gostaria que houvesse algum inventário das 4.000 pessoas que saíram. Que lacunas restam? Não temos idéia se as partidas foram sistemáticas”, disse o Dr. Lal. “A NASA não foi aberta ou transparente sobre que tipos de funcionários fizeram o programa de demissão diferida, onde estão essas habilidades e de onde estão se afastando”, acrescentou Drier. “A engenharia nuclear não é um campo comum para a maioria das pessoas. (As reduções) certamente não podem ajudar”. Ainda assim, Lal e Touran acreditam que o envolvimento do Departamento de Energia provavelmente balançará as coisas a favor da NASA.

Em uma declaração que a NASA compartilhou com a Engadget, o secretário Duffy subestimou as preocupações da força de trabalho. “A NASA permanece comprometida com nossa missão, mesmo quando trabalhamos dentro de um orçamento mais priorizado e muda com nossa força de trabalho. A NASA mantém um forte banco de talento. Estou confiante de que nossa equipe excepcional permanece capaz de executar em minhas diretivas com segurança e em tempo hábil e continuará a levar adiante nosso trabalho”, disse ele. “Continuaremos a garantir que os Estados Unidos continuem liderando a exploração espacial, avançando o progresso nos principais objetivos, incluindo o retorno dos americanos à lua e plantando as estrelas e as listras em Marte, enquanto inauguramos a Era Dourada da Inovação Americana”.

No relatório deles, Lal e Myers estimam que custaria cerca de US $ 800 milhões anualmente por cinco anos para construir e implantar um reator nuclear na lua. Mesmo que o apoio do DOE possa impedir que os cortes de pessoal da NASA de se unirem do projeto, sua viabilidade dependerá se o governo Trump fortalecer o dinheiro para executar suas próprias reivindicações ousadas.

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