Wyścig hegemonów przenosi się w kosmos. Kto zbuduje pierwszy SMR na Księżycu?

Sławosz Uznański bez wątpienia realizuje marzenie wielu osób z czasów dzieciństwa. Astronauta obecnie jest kandydatem do lotu na Międzynarodową Stację Kosmiczną i z dużym prawdopodobieństwem zostanie członkiem misji Ax-4. W niedawno opublikowanym filmie na platformie X, Uznański przybliżył nieco szczegóły pracy oraz tajniki funkcjonowania ISS – stacji będącej wspólnym przedsięwzięciem pięciu agencji kosmicznych: NASA (Stany Zjednoczone), Roscosmos (Rosja), JAXA (Japonia), ESA (Europa) oraz CSA (Kanada). Jak wyjaśnia Uznański, na ISS praktycznie w każdym z modułów należących do innego państwa astronauci korzystają z różnych typów wtyczek i gniazdek elektrycznych.

Układ zasilania między modułami może diametralnie różnić się od siebie. Zasadniczo załoga podłącza swoje urządzenia przenośne do UOP (Utility Outlet Port). Każdy UOP ma dwa przyłącza, które można wykorzystać do zasilania, jednakże napięcie na tych przyłączach różni się w zależności od segmentu stacji. Na przykład, segment amerykański wykorzystuje napięcie stałe 124,5 V, europejski moduł Columbus 120 V, a rosyjski jedynie 28 V.

Z kolei, kiedy potrzebne jest zasilanie prądem przemiennym (AC), na przykład do zasilania odkurzacza, dostępne są także gniazdka, w których znajdują się falowniki odpowiedzialne za transformację pozyskiwanego z instalacji prądu stałego.

Skąd pochodzi energia elektryczna na ISS?

Rozumiejąc już konfigurację gniazdek na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, warto pochylić się nad aspektem, skąd ISS czerpie energię eklektyczną. Pochodzi ona głównie z dwóch źródeł jakimi są ogniwa słoneczne oraz akumulatory. Panele PV zamontowane na zewnątrz stacji przekształcają energię słoneczną w elektryczność, która następnie jest magazynowana w akumulatorach. Te zasilają stację na bieżąco oraz dostarczają energię podczas przejść przez cienie Ziemi.

Ponadto, na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej funkcjonuje również system oparty na jednostkach paliwowych. W celu wytworzenia energii elektrycznej przeprowadza się syntezę wodoru z tlenem, a efektem ubocznym tej reakcji jest woda, która może być później wykorzystana przez załogę stacji. Istotne jest, że ten system może pełnić rolę alternatywnego źródła energii w przypadku sytuacji kryzysowych lub gdy istnieje potrzeba zwiększenia dostępu do energii elektrycznej na obiekcie.

Czy reaktory jądrowe pojawią się na księżycu?

Cały świat z zainteresowaniem śledzi postępy naukowców w ramach programu Artemis, który ma na celu powrót człowieka na Księżyc po ponad 50 latach. NASA przygotowuje kolejną misję pod nazwą Artemis II, która przewiduje lot czterech astronautów wokół Księżyca. Ich celem będzie nie tylko testowanie funkcjonalności statku Orion, ale także otwarcie nowej drogi do przyszłych ekspedycji, w tym oczekiwanego lądowania człowieka na Księżycu w ramach misji Artemis III. W międzyczasie, reprezentant amerykańskiej agencji poinformował, że w ramach programu Artemis planowane jest zbudowanie kilku baz na powierzchni Księżyca we współpracy z partnerami z innych krajów. Z planów NASA oraz Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych wynika, że w zasiedleniu Srebrnego Globu do celów naukowych pomóc ma energetyka jądrowa i małe modułowe reaktory,

Zamysł stworzenia demonstracyjnej wersji reaktora jądrowego umożliwiającego utrzymanie bazy kosmicznej na Księżycu, a później także na Marsie, powraca co jakiś czas w kolejnych odsłonach. To także część programu księżycowego Artemis, który ma doprowadzić za kilka lat do pierwszego od dekad lądowania człowieka na Srebrnym Globie
tłumaczy Mateusz Mitkow, redaktor prowadzący serwisu Space24.pl

W związku z tym NASA, przy współpracy z Narodowym Laboratorium Idaho amerykańskiego Departamentu Energii, chcą stworzyć system energii elektrycznej niezależny od dostępności światła słonecznego. Celem jest zapewnienie stabilnego źródła, które posłuży do budowy placówki techniczno-badawczej. Jednym z rozwiązań jest elektrownia jądrowa - bezemisyjne i stabilne źródło, którego paliwo starczy na dziesiątki lat pracy.

Bez wątpienia zapewnienie niezawodnego systemu o dużej mocy jest ważnym, kolejnym krokiem w eksploracji kosmosu. Wstępny projekt zakłada stworzenie reaktora jądrowego o mocy ok. 10 kW. Obiekt zostanie w pełni wyprodukowany i zmontowany na Ziemi, a następnie przetestowany pod kątem bezpieczeństwa. W przypadku powodzenia, późniejsze plany będą zakładały rozbudowanie siłowni do mocy nie mniejszej niż 40 kW. Dla porównania, jest to ilość energii, którą można by zasilić ok. 40 dużych gospodarstw domowych.

Mateusz Mitkow zwraca jednak uwagę na problemy, z którymi projekt będzie musiał się zmierzyć, by osiągnąć sukces. „Największą przeszkodą będzie miniaturyzacja reaktora i redukcja masy do tego stopnia, by mógł zmieścić się w rakiecie. Ponadto powierzchnia księżyca jest stale wystawiona na promieniowanie, momentami nawet 1000 razy silniejszymi niż na powierzchni Ziemi. Budzi to obawy, jak konstrukcja poradzi sobie w tak ekstremalnych warunkach i czy reaktor pozbawiony wody jako moderatora, sam nie będzie zagrożeniem promieniotwórczym dla astronautów.” 

Kosmiczna konkurencja

Udział w kosmicznym wyścigu zapowiedział również największy obecnie rywal Stanów Zjednoczonych - Chiny. Jak podaje South China Morning Post, tamtejsza Agencja Kosmiczna także rozpoczęła intensywne prace nad reaktorem, który pomoże w prowadzeniu misji w kosmosie. Ma generować 1 MW energii elektrycznej, co oznacza, że będzie on 100-krotnie mocniejszy od tego, nad którym pracuje NASA. Moc reaktora wzbudza zarówno podziw, lecz także rodzi pytania dotyczące bezpieczeństwa projektu w przypadku ewentualnego niepowodzenia.

Do tej pory nie podano żadnych szczegółów, znany jest jedynie termin zakończenia budowy - koniec 2028 roku. Tajemnica, którą owiany jest program, może wskazywać na to, że wzmaga się on z trudnościami legislacyjnymi, ponieważ jak dotąd żaden kraj nie opracował przepisów, które mogłyby obchodzić się z potencjalnym, nieudanym uruchomieniem reaktora lub jego awarią. „Chiny nie mogą przegrać tego wyścigu.” - komentuje jeden z naukowców pracujących przy projekcie i dodaje, że energetyka jądrowa jest najbardziej obiecującym rozwiązaniem. Jest to kolejny dowód na to, że chińskie ambicje, by stać się najpotężniejszym państwem na świecie, nie kończą się wyłącznie na Ziemi.

First time?

To nie jest pierwsza próba wprowadzenia atomu na satelitę Ziemi. Już w 1958 roku na taki pomysł wpadli Amerykanie, jednak cel ich misji nie był w pełni pokojowy. Ściśle tajny projekt o nazwie „A119” zakładał detonację ładunku jądrowego na powierzchni księżyca. W tym celu planowano wykorzystać głowicę nuklearną o sile 1.7 kilotony. Dla porównania, bomba spuszczona na Hiroszimę w 1945 roku miała siłę 15 kiloton. Miał być to pokaz siły amerykańskiego lotnictwa oraz odpowiedź na radziecką dominację w kosmicznym wyścigu. Pomysł ten jednak nigdy nie doszedł do skutku z obawy przed ryzykiem ewentualnej katastrofy podczas startu. Naukowcy zwrócili także uwagę na opad radioaktywny, który pozostałby na księżycu po detonacji. Uniemożliwiłoby to późniejsze projekty badawcze a także jego kolonizację w przyszłości. Zamiast tych iście destrukcyjnych planów, wybrano bardziej pokojowe rozwiązanie. Już 11 lat później Neil Armstrong stał się pierwszym człowiekiem w historii świata, który stąpał po Srebrnym Globie.

Ostatnie lądowanie na księżycu miało miejsce w 1972 roku ramach misji „Apollo 17”. Od tego czasu, przez 52 lata żaden człowiek nie postawił ponownie nogi na jego powierzchni.