«Πηγαίνετε για κατασκήνωση στην έρημο με είκοσι φίλους: δεν θα υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα, οπότε πρέπει να φέρετε μια γεννήτρια. Για να επιλέξετε το βάρος και την ισχύ της, πρέπει πρώτα να γνωρίζετε το μέγεθος του οχήματός σας… Τώρα, φανταστείτε ότι δεν πηγαίνετε στην έρημο, αλλά στη Σελήνη…», ρωτά η Yana Charoenboonvivat, διδακτορική φοιτήτρια στο τμήμα αεροναυτικής και αστροναυτικής του MIT.
Το πρόβλημα τέθηκε πρόσφατα σε ρεπορτάζ της γαλλικής εφημερίδας Les Echos και δεν είναι καθόλου θεωρητικό ή μελλοντολογικό, όπως θα δούμε στη συνέχεια.
Καλλιτεχνική απεικόνιση σεληνιακής βάσης © European Space Agency (ESA)
Είναι ένα τεχνολογικό παζλ που πρέπει να λυθεί – και μάλιστα γρήγορα. Οι Ηνωμένες Πολιτείες με το πρόγραμμα Artemis, αλλά και η Κίνα και η Ρωσία με το ILRS (International Lunar Research Station – Διεθνής Σεληνιακός Ερευνητικός Σταθμός), σκοπεύουν να αναπτύξουν σεληνιακές βάσεις κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 2030, με τις διερευνητικές αποστολές προετοιμασίας να ξεκινούν κατά το 2028.
Όμως οι σεληνιακές βάσεις θα χρειαστούν πολύ ενέργεια και έτσι η NASA (και άλλες αντίστοιχες διαστημικές υπηρεσίες) σκέπτονται τη λύση των πυρηνικών αντιδραστήρων, που πρέπει να είναι έτοιμοι προς εγκατάσταση – για να μπορέσουν να λειτουργήσουν αποδοτικά αυτές οι βάσεις. Θα μπορούσαν οι ηλιακοί συλλέκτες να είναι μία λύση;
Δεν είναι καθόλου τυχαίο που η Κίνα «κάρφωσε» τη σημαία της στη Σελήνη με την αποστολή Chang’e-5 του 2020 © CNSA/CLEP
«Αλλά στην επιφάνεια της Σελήνης, οι νύχτες διαρκούν σχεδόν 15 ημέρες και καθιστούν περίπλοκη την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών, εκτός από μερικά πολύ συγκεκριμένα σημεία», υπενθυμίζει η Emilie Desmonts, διδακτορική φοιτήτρια στο Κέντρο Alexandre-Koyré, στο Παρίσι, η οποία αφιερώνει τη διατριβή της στο βάρος της εφοδιαστικής αλυσίδας στη διαστημική εξερεύνηση.
Η πυρηνική επιλογή
Άλλες λύσεις είναι εφικτές, αλλά η πυρηνική ενέργεια προηγείται. «Το 2022, η NASA επέλεξε τρεις ιδέες, που προτάθηκαν από τις Westinghouse, BWX-Technologies με την Lockheed Martin και X-Energy με την Boeing, για πυρηνικούς αντιδραστήρες 40 kW, που πρέπει να λειτουργούν τουλάχιστον για δέκα χρόνια», εξηγεί ο Frank Carré, επιστημονικός σύμβουλος της διεύθυνσης ενέργειας του CEA (Επιτροπή Εναλλακτικών Ενεργειών και Ατομικής Ενέργειας).
Η Ευρώπη τι προτείνει σε όλα αυτά; «Οι επιλογές ενδέχεται να ανακοινωθούν στα τέλη Νοεμβρίου κατά το επόμενο Υπουργικό Συμβούλιο της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (European Space Agency)», ελπίζει ο Alban Guyomarc’h, ερευνητής στο διαστημικό δίκαιο που μόλις συνέταξε την έκθεση «Ενέργεια και διαστημική εξερεύνηση: η σεληνιακή περίπτωση» της Εθνικής Ένωσης Έρευνας Τεχνολογίας (Association Nationale Recherche Technologie).
Πυρηνικός αντιδραστήρας σχάσης στη Σελήνη σε ένα concept της ΝΑSA (Καλλιτεχνική απεικόνιση) © NASA
«Νομικά, τίποτα δεν εμποδίζει την αποστολή ενός αντιδραστήρα σχάσης στη Σελήνη, εφόσον τηρούνται οι διεθνείς συνθήκες: η Σελήνη πρέπει να χρησιμοποιείται για ειρηνικούς σκοπούς, προς όφελος όλων και δεν πρέπει να αναπτύσσεται κανένα πυρηνικό όπλο», συνοψίζει η Romana Kofler, υπεύθυνη διαχείρισης προγραμμάτων στο Γραφείο Διαστημικών Υποθέσεων των Ηνωμένων Εθνών.
«Αλλά είναι μια τεράστια τεχνολογική πρόκληση: ο στόχος του 2030 θα απαιτήσει χρηματοδότηση, προσπάθειες και αποφασιστικότητα», προειδοποιεί η Bhavya Lal, καθηγήτρια διαστημικής πολιτικής στην RAND Corporation – ένα μείγμα συμβουλευτικής εταιρείας και δεξαμενής σκέψης – και πρώην αναπληρώτρια διαχειρίστρια της NASA, υπεύθυνη για την τεχνολογία, την πολιτική και τη στρατηγική.
«Είναι επίσης μια οικολογική πρόκληση από το σχεδιασμό του αντιδραστήρα μέχρι το τέλος της ζωής του», προσθέτει η Stéphanie Lizy-Destrez, καθηγήτρια ερευνήτρια στο σχεδιασμό διαστημικών συστημάτων στην ISAE-Supaero, στην Τουλούζη. Όλα αυτά είναι στάδια στα οποία εργάζονται μηχανικοί από όλο τον κόσμο.
Ο σχεδιασμός θα ξεκινήσει από τα υπάρχοντα δεδομένα. «Εκατό περίπου start-up σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν μικρούς αρθρωτούς αντιδραστήρες για παροχή ενέργειας σε περιφερειακή κλίμακα ή για βιομηχανίες», υπενθυμίζει ο Frank Carré.
«Έχουμε αναπτύξει έναν μεταφερόμενο μικρο-αντιδραστήρα, βάρους κάτω των 10 τόνων, με βάση την τεχνολογία μας MMR (Micro-Modular Reactor) που αναπτύχθηκε για την τροφοδοσία των κέντρων δεδομένων, για παράδειγμα», εξηγεί ο Florent Heidet, τεχνικός διευθυντής και υπεύθυνος ανάπτυξης αντιδραστήρων στη NANO Nuclear Energy, στο Ιλινόις των ΗΠΑ.
MMR (Micro-Modular Reactor), υπόγεια τοποθετημένος αρθρωτός μίνι πυρηνικός αντιδραστήρας της αμερικανικής NANO nuclear energy. Αυτό προτείνεται ως λύση και για τη σεληνιακή βάση. © ΝΑΝΟ
Συναρμολόγηση επί τόπου
Η κατασκευή; Οι εξελίξεις στη ρομποτική ίσως επιτρέψουν μια μέρα τη συναρμολόγηση -επί τόπου- από ανταλλακτικά, αλλά προς το παρόν, η συναρμολόγηση προβλέπεται στη Γη πριν από την αποστολή ενός μπλοκ ή σε υποσυστήματα «plug and play». «Δεν θα μπορέσουμε να δοκιμάσουμε το πυρηνικό μέρος, διότι αν το θέσουμε σε λειτουργία, θα παράγει αμέσως ραδιενεργά υλικά: όλες οι δοκιμές θα πραγματοποιηθούν σε δίδυμα συστήματα που κατασκευάστηκαν με τα ίδια μέρη», συνεχίζει ο Florent Heidet.
Η παρουσία ραδιενεργού υλικού θα αποτελούσε απειλή για το περιβάλλον σε περίπτωση ατυχήματος κατά την απογείωση. «Πρέπει να υπάρχουν συστήματα ασφαλείας που θα αποτρέπουν οποιαδήποτε εκκίνηση πριν από την εκτόξευση και σε περίπτωση αποτυχίας με πτώση στη Γη ή στη θάλασσα», διευκρινίζει ο Frank Carré.
Μόλις φτάσει κοντά στον δορυφόρο της Γης, παρουσιάζονται δύο λύσεις:
Πρώτον, ο αντιδραστήρας παραμένει σε τροχιά και η ηλεκτρική ενέργεια που παράγει μετατρέπεται σε δέσμη μικροκυμάτων ή λέιζερ που κατευθύνεται προς την επιφάνεια όπου μετατρέπεται ξανά σε ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία των μπαταριών. «Αυτή η ιδέα έχει ήδη μελετηθεί καλά από τη NASA», αποκαλύπτει η Bhavya Lal. Μειονέκτημα; Το 90% της παραγόμενης ενέργειας χάνεται. Πλεονέκτημα; Η αποστολή ενός κιλού σε σεληνιακή τροχιά κοστίζει μόνο 300.000 δολάρια, η προσελήνιση, 1,2 εκατομμύρια…
Kαλλιτεχνική απεικόνιση πυρηνικού εργοστασίου στη Σελήνη © Χ.com
Δεύτερον, εναλλακτικά ο αντιδραστήρας αποστέλλεται στη Σελήνη και στη συνέχεια φορτώνεται σε ένα ρόβερ που τον μεταφέρει λίγα εκατοντάδες μέτρα από τη βάση διαβίωσης.
Το ιδανικό, για λόγους ασφαλείας, θα ήταν να θαφτεί. «Αλλά για να ανοίξει μια τρύπα, χρειάζονται μηχανήματα: πώς να τα τροφοδοτήσεις με ηλεκτρικό ρεύμα πριν ξεκινήσει ο αντιδραστήρας;», τονίζει ο Grégoire Lambert, διευθυντής της Framatome Space, η οποία ειδικεύεται στην παροχή όλων (ή μέρους) των πυρηνικών αντιδραστήρων για την πρόωση ή την τροφοδοσία ενέργειας των διαστημικών αποστολών.
Η περίφραξη της εγκατάστασης με έναν τοίχο από ρεγόλιθο – τη σκόνη που καλύπτει το σεληνιακό έδαφος – θα αποτελούσε μια πρώτη προστασία.
«Το καλύτερο θα ήταν πολλαπλά στρώματα ρεγολίθου, εναλλασσόμενα με νερό, που βρίσκεται στη Σελήνη ή μεταφέρεται από τη Γη», εκτιμά η Stéphanie Lizy-Destrez. Μόλις τραβηχτούν τα ηλεκτρικά καλώδια μέχρι τη σεληνιακή βάση, θα ξεκινήσει η αλυσιδωτή αντίδραση.
Η συντήρηση θα γίνεται εξ αποστάσεως. «Φυσικά, θα πρέπει να ενισχυθεί η κυβερνοασφάλεια, για να αποτραπεί οποιαδήποτε απόπειρα πειρατείας», επισημαίνει η Yana Charoenboonvivat.
Όμως το πιο εύθραυστο στοιχείο θα είναι ίσως το σύστημα ψύξης. «Η μόνη δυνατότητα στη Σελήνη είναι η ακτινοβολία: στο διαστημικό κενό η θερμότητα μεταφέρεται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, διαπιστώνει ο Grégoire Lambert.
Θα χρειαστούν μεγάλες επιφάνειες που θα πρέπει, όπως οι ηλιακοί συλλέκτες, να προστατεύονται από τη σεληνιακή σκόνη ή να καθαρίζονται». Και μετά από δέκα χρόνια καλών και πιστών υπηρεσιών, ο αντιδραστήρας θα παραμείνει επί τόπου ή θα σταλεί προς τον ήλιο; Το ερώτημα δεν έχει ακόμη απαντηθεί.
Ζώνη αποκλεισμού γύρω από τον αντιδραστήρα
«Η Συνθήκη για το Διάστημα, η οποία τέθηκε σε ισχύ το 1967, επαναβεβαιώνει ότι η Σελήνη και τα άλλα ουράνια σώματα δεν μπορούν να διεκδικηθούν από κανένα έθνος και πρέπει να θεωρούνται ως κοινή κληρονομιά της ανθρωπότητας», υπενθυμίζει η Romana Kofler, από το Γραφείο Διαστημικών Υποθέσεων των Ηνωμένων Εθνών.
«Κανείς δεν μπορεί πράγματι να διεκδικήσει την ιδιοκτησία ενός μέρους της Σελήνης, αλλά η πρώτη χώρα που θα εγκαταστήσει εκεί έναν πυρηνικό αντιδραστήρα θα μπορεί να ζητήσει από τις άλλες χώρες να μην τον πλησιάζουν σε απόσταση μικρότερη του ενός χιλιομέτρου, για λόγους ασφαλείας», τονίζει η Michelle L.D. Hanlon, γενική διευθύντρια του Κέντρου Αεροδιαστημικού Δικαίου, στη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου του Μισισιπή.
«Αυτό το δικαίωμα αποκλεισμού θα ισοδυναμούσε με την άσκηση δικαιώματος ιδιοκτησίας, συμπεριλαμβανομένων των πόρων που θα βρίσκονται σε αυτήν την περίμετρο». Εξ ου και η έκκληση για νέα συνεννόηση των εθνών».
«Πρέπει να δημιουργηθεί μια διακυβέρνηση της Σελήνης, όπως για τους ωκεανούς ή τους πόλους στη Γη», δηλώνει η Stéphanie Lizy-Destrez, καθηγήτρια ερευνήτρια στην Isae-Supaero, στην Τουλούζη. «Είναι ζήτημα συλλογικής ευθύνης».
