Η NASA επιταχύνει την προετοιμασία ενός πυρηνικού αντιδραστήρα για τη Σελήνη, με στόχο να είναι έτοιμος για εκτόξευση έως τον Δεκέμβριο του 2030. Στα τέλη Αυγούστου, η αμερικανική υπηρεσία ζήτησε από εταιρείες με τις οποίες συνεργάζεται να προετοιμαστούν για την κατασκευή ενός αντιδραστήρα ικανού να αντέξει το ταξίδι προς τη Σελήνη και να λειτουργεί αυτόνομα, χωρίς ανθρώπινη συντήρηση, κοντά στον νότιο πόλο του φυσικού δορυφόρου της Γης.

Σύμφωνα με τους New York Times, η Ρωσία έχει θέσει ως στόχο να θέσει σε λειτουργία τον δικό της σεληνιακό πυρηνικό αντιδραστήρα έως το 2036, στο πλαίσιο της συνεργασίας της με την Κίνα. Η Ουάσινγκτον, ανησύχει ότι θα μείνει πίσω στον ανταγωνισμό, έχει επισπεύσει τα δικά της σχέδια. Πίσω από την κούρσα για τον πρώτο πυρηνικό αντιδραστήρα στη Σελήνη αναπτύσσεται ένας ευρύτερος ανταγωνισμός για το μέλλον της διαστημικής εξερεύνησης.

Οι ΗΠΑ και η Κίνα επιδιώκουν να δημιουργήσουν μόνιμες εγκαταστάσεις στη Σελήνη και να αξιοποιήσουν πόρους όπως το παγωμένο νερό. Παράλληλα, θέλουν να χρησιμοποιήσουν τη Σελήνη ως βάση για αποστολές προς βαθύτερες περιοχές του Ηλιακού Συστήματος. Η πρόσβαση στους σεληνιακούς πόρους θεωρείται κρίσιμο στοιχείο αυτής της στρατηγικής, γι’ αυτό τόσο η Ουάσινγκτον όσο και το Πεκίνο αντιμετωπίζουν την πυρηνική ενέργεια ως βασική προϋπόθεση για μεγαλύτερες και πιο μόνιμες εγκαταστάσεις.

Οι αντιδραστήρες προβλέπεται να ενεργοποιούνται μόνο αφού μεταφερθούν με ασφάλεια στην επιφάνεια της Σελήνης. Η επιτάχυνση, ωστόσο, προκαλεί ανησυχία σε ορισμένους επιστήμονες, οι οποίοι προειδοποιούν ότι οι κυβερνήσεις κινούνται με μεγάλη ταχύτητα σε έναν τομέα όπου δεν υπάρχει ακόμη αντίστοιχη επιχειρησιακή εμπειρία.

Τα τελευταία χρόνια έχουν καταγραφεί αποτυχημένες εκτοξεύσεις και αποστολές από τις ΗΠΑ, τη Ρωσία και την Κίνα, ενώ ένα ρωσικό σκάφος προσεδάφισης συνετρίβη στη Σελήνη. Ένα ατύχημα που θα περιλάμβανε πυρηνικό αντιδραστήρα θα μπορούσε να έχει πολύ σοβαρότερες συνέπειες. Εάν ο αντιδραστήρας καταστραφεί κατά την εκτόξευση και τα συντρίμμια του επιστρέψουν στη Γη, υπάρχει κίνδυνος διασποράς ραδιενεργού υλικού. Αντίστοιχα, ένα σοβαρό ατύχημα στη Σελήνη θα μπορούσε να καταστήσει απροσπέλαστες ορισμένες περιοχές για μεγάλο χρονικό διάστημα.

«Θα υπάρχει πάντα μια διαστημική κούρσα και, αν προσθέσεις σε αυτή την πυρηνική ενέργεια, τότε μπορεί να πάρει μια δυνητικά πολύ πιο επικίνδυνη τροπή», προειδοποιεί ο Έντουιν Λάιμαν, διευθυντής για την ασφάλεια της πυρηνικής ενέργειας στην Union of Concerned Scientists.

Η Ρωσία διαθέτει σημαντικό πλεονέκτημα στον τομέα, καθώς έχει αποκτήσει μεγάλη εμπειρία στη χρήση πυρηνικής ενέργειας στο Διάστημα. Η Μόσχα έχει θέσει σε τροχιά περισσότερους από 30 πυρηνικούς αντιδραστήρες, κυρίως κατά τις δεκαετίες του 1970 και του 1980, ενσωματωμένους σε δορυφόρους της εποχής του Ψυχρού Πολέμου. Παράλληλα, παραμένει μία από τις σημαντικότερες πυρηνικές δυνάμεις παγκοσμίως.

Η συνεργασία της Ρωσίας με την Κίνα αποκτά ιδιαίτερη σημασία στον σεληνιακό ανταγωνισμό. Η πυρηνική ενέργεια φαίνεται να αποτελεί μία από τις βασικές αποστολές του σεληνιακού προγράμματος που το Πεκίνο έχει αναθέσει στον ρωσικό εταίρο του, αξιοποιώντας την τεχνογνωσία της Μόσχας.

Η Ρωσία έχει αναθέσει σε κρατικικούς φορείς την ανάπτυξη ενός σεληνιακού αντιδραστήρα με την ονομασία «Selena». Προβλέπεται να λειτουργήσει έως το 2036 και να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε μελλοντικές σεληνιακές εγκαταστάσεις. Ο αντιδραστήρας αναμένεται να παράγει έως 10 κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας και να λειτουργεί αυτόνομα για περίπου μία δεκαετία.

Η NASA από την άλλη πλευρά προσπαθεί να καλύψει το χαμένο έδαφος. Οι ΗΠΑ είχαν εκτοξεύσει έναν πυρηνικό αντιδραστήρα το 1965, ο οποίος όμως τέθηκε εκτός λειτουργίας έπειτα από βλάβη στο διαστημικό σκάφος. Έκτοτε, παρά τις σημαντικές επενδύσεις σε προγράμματα διαστημικής πυρηνικής ενέργειας, δεν έχει αναπτυχθεί άλλος επιχειρησιακός αντιδραστήρας.

Ο αμερικανικός σχεδιασμός προβλέπει την ανάπτυξη του Lunar Reactor 1, ο οποίος θα μπορεί να παράγει περίπου 20 κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας και να λειτουργεί για πέντε χρόνια χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Η NASA επιδιώκει να τον έχει έτοιμο για εκτόξευση έως το τέλος του 2030, ανησύχει ότι η έγκαιρη ανάπτυξη ενός ρωσοκινεζικού αντιδραστήρα θα μπορούσε να ενισχύσει τη θέση των δύο χωρών στη Σελήνη.

Η ανάγκη για πυρηνική ενέργεια συνδέεται άμεσα με τις ιδιαίτερες συνθήκες του σεληνιακού περιβάλλοντος. Μια μόνιμη βάση απαιτεί σταθερή και αξιόπιστη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ οι πυρηνικοί αντιδραστήρες μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα από την ηλιακή ακτινοβολία και να παραμένουν ενεργοί για μεγάλα χρονικά διαστήματα με περιορισμένη ανθρώπινη παρέμβαση.

Κατά τα πρώτα στάδια της σεληνιακής εξερεύνησης, οι ενεργειακές ανάγκες αναμένεται να είναι σχετικά περιορισμένες και να καλύπτονται από ηλιακά συστήματα και συστήματα παραγωγής ενέργειας με ραδιοϊσότοπα. Μια μεγαλύτερη και μόνιμη βάση, ωστόσο, θα απαιτούσε πολύ περισσότερη ενέργεια.

Τα ηλιακά πάνελ δεν μπορούν να λειτουργούν κατά τη διάρκεια των σεληνιακών νυχτών, οι οποίες διαρκούν περισσότερο από δύο γήινες εβδομάδες. Παράλληλα, οι αντιδραστήρες που θα εγκατασταθούν κοντά στον νότιο πόλο της Σελήνης θα πρέπει να αντέχουν ακραίες θερμοκρασίες, οι οποίες μπορεί να κυμαίνονται από περίπου 54 βαθμούς Κελσίου έως -203 βαθμούς Κελσίου.

Η NASA σχεδιάζει επίσης να αξιοποιήσει την πυρηνική ενέργεια για την πρόωση διαστημικού σκάφους προς τον Άρη, σε αποστολή που έχει τοποθετηθεί χρονικά για τον Δεκέμβριο του 2028. Παράλληλα, το αμερικανικό Πεντάγωνο εξετάζει την ανάπτυξη δικών του διαστημικών αντιδραστήρων, οι οποίοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε τροχιά όσο και στη Σελήνη.

Παρά τα φιλόδοξα χρονοδιαγράμματα, οι τεχνικές προκλήσεις παραμένουν μεγάλες. Καμία χώρα δεν διαθέτει σήμερα δοκιμασμένο σύστημα προσεδάφισης ικανό να μεταφέρει με ασφάλεια βαρύ και δυνητικά ραδιενεργό εξοπλισμό στο δύσβατο σεληνιακό έδαφος. Παράλληλα, κανένας πυρηνικός αντιδραστήρας δεν έχει μέχρι σήμερα λειτουργήσει στη χαμηλή βαρύτητα της Σελήνης.

Οι ίδιες οι σεληνιακές βάσεις δεν έχουν ακόμη κατασκευαστεί, με αποτέλεσμα οι πραγματικές ενεργειακές τους ανάγκες να παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστες. «Τίποτα δεν είναι βέβαιο αυτή τη στιγμή», επισημαίνει ο Ζουλιέν ντε Τρουγιού ντε Λανβερσέν, πυρηνικός επιστήμονας και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ. Ένα από τα βασικά ζητήματα ασφαλείας αφορά την εκτόξευση.

Η NASA και η Ρωσία υποστηρίζουν ότι οι αντιδραστήρες τους θα παραμένουν ανενεργοί μέχρι να φτάσουν στη Σελήνη. Με αυτόν τον τρόπο περιορίζεται ο κίνδυνος σε περίπτωση αποτυχίας της εκτόξευσης, καθώς το μη ενεργοποιημένο καύσιμο παρουσιάζει πολύ μικρότερη ραδιενεργό απειλή. Ωστόσο, η ίδια η διαδικασία εκτόξευσης ενός πυραύλου αποτελεί σημαντικό παράγοντα κινδύνου.

Ο Λέοπολντ Σούμερερ, επικεφαλής ομάδας εργασίας των Ηνωμένων Εθνών για την πυρηνική ενέργεια στο Διάστημα, επισημαίνει ότι οι αποτυχίες εκτόξευσης αποτελούν υπαρκτό ενδεχόμενο και ότι η μεταφορά πυρηνικού εξοπλισμού στο Διάστημα απαιτεί ιδιαίτερα αυστηρά μέτρα ασφαλείας.

Χαρακτηριστικό προηγούμενο αποτελεί το ρωσικό περιστατικό του 2019, όταν ένας πύραυλος κρουζ που, σύμφωνα με αμερικανικές εκτιμήσεις, χρησιμοποιούσε πυρηνικό αντιδραστήρα κατέπεσε στη Λευκή Θάλασσα. Κατά την επιχείρηση ανάκτησής του σημειώθηκε πυρηνική αντίδραση, σύμφωνα με το αμερικανικό υπουργείο Εξωτερικών, ενώ τουλάχιστον πέντε εργαζόμενοι έχασαν τη ζωή τους. Η Ρωσία έχει απορρίψει την αμερικανική εκδοχή και έχει υποστηρίξει ότι ο πύραυλος δεν χρησιμοποιούσε πυρηνικό αντιδραστήρα.

Ένας ακόμη κίνδυνος αφορά την πιθανότητα ενός αντιδραστήρα να επιστρέψει στη Γη αφού έχει τεθεί σε λειτουργία. Το 1978, ο σοβιετικός πυρηνοκίνητος δορυφόρος Kosmos 954 εισήλθε ανεξέλεγκτα στην ατμόσφαιρα και διέσπειρε ραδιενεργό υλικό σε μεγάλη έκταση του βόρειου Καναδά. Το περιστατικό αποτελεί μέχρι σήμερα ένα από τα σημαντικότερα παραδείγματα των κινδύνων που μπορεί να δημιουργήσει η χρήση πυρηνικής ενέργειας στο Διάστημα. Στη Σελήνη, τα προβλήματα θα ήταν διαφορετικά αλλά εξίσου σύνθετα.

Οι επίγειοι πυρηνικοί αντιδραστήρες διαθέτουν ισχυρές κατασκευές συγκράτησης για τον περιορισμό της διασποράς ραδιενεργού υλικού. Η δημιουργία αντίστοιχων υποδομών στη Σελήνη θα ήταν ιδιαίτερα δύσκολη και δαπανηρή.

Η NASA έχει αναφέρει ότι ο αντιδραστήρας της θα διαθέτει θωράκιση, χωρίς όμως να έχει παρουσιάσει όλες τις τεχνικές λεπτομέρειες. Παράλληλα, δεν έχει δοθεί οριστική απάντηση στο τι θα συμβεί όταν οι αντιδραστήρες ολοκληρώσουν τον κύκλο λειτουργίας τους. Στη Γη, ο παροπλισμός ενός πυρηνικού αντιδραστήρα είναι μια σύνθετη διαδικασία που μπορεί να διαρκέσει χρόνια.

Στη Σελήνη, τα σχέδια προβλέπουν ουσιαστικά την εγκατάλειψη του ραδιενεργού υλικού, γεγονός που δημιουργεί νέα ερωτήματα για τη μακροπρόθεσμη ασφάλεια των μελλοντικών εγκαταστάσεων. Σημαντικό ζήτημα αποτελεί και το είδος του πυρηνικού καυσίμου. Η NASA προσανατολίζεται στη χρήση HALEU, δηλαδή ουρανίου χαμηλού εμπλουτισμού υψηλής περιεκτικότητας, το οποίο θεωρείται ασφαλέστερη επιλογή σε σχέση με το ουράνιο υψηλού εμπλουτισμού.

Ωστόσο, η διαθεσιμότητα ρωσικού ουρανίου στις ΗΠΑ από το 2024, ενόψει του πολέμου στην Ουκρανία, παραμένει περιορισμένη. Το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα σύνθετο, καθώς η Ρωσία αποτελεί σημαντικό παραγωγό τέτοιου καυσίμου, ενώ οι ΗΠΑ έχουν περιορίσει τις εισαγωγές ρωσικού ουρανίου από το 2024. Η αμερικανική κυβέρνηση προσπαθεί πλέον να αυξήσει την εγχώρια παραγωγή, ώστε να καλύψει τις ανάγκες των νέων πυρηνικών προγραμμάτων.

Στην κούρσα συμμετέχουν ήδη και ιδιωτικές εταιρείες, καθώς η ανάπτυξη μικρών πυρηνικών αντιδραστήρων μπορεί να εξελιχθεί σε σημαντική επιχειρηματική ευκαιρία. Το αμερικανικό Πεντάγωνο έχει επιλέξει την εταιρεία Antares για την ανάπτυξη και την επίδειξη ενός μικροαντιδραστήρα για διαστημικές εφαρμογές. Η εταιρεία έχει επίσης εκφράσει ενδιαφέρον για μελλοντικά συμβόλαια της NASA και του αμερικανικού υπουργείου Άμυνας.

Παρά την τεχνολογική πρόοδο, βασικά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα: πώς θα αποβάλλεται αποτελεσματικά η θερμότητα, πώς θα προστατεύεται ο αντιδραστήρας από την ακτινοβολία και πώς θα διασφαλίζεται η δομική του ακεραιότητα στο ακραίο περιβάλλον της Σελήνης.

Η νέα διαστημική κούρσα δεν αφορά μόνο το ποια χώρα θα φτάσει πρώτη στη Σελήνη με έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Αφορά επίσης το ποια δύναμη θα μπορέσει να δημιουργήσει τις υποδομές που απαιτούνται για μια μόνιμη ανθρώπινη παρουσία, να αξιοποιήσει τους σεληνιακούς πόρους και να αποκτήσει στρατηγικό πλεονέκτημα.

Ορισμένοι επιστήμονες προειδοποιούν ότι ο ανταγωνισμός δεν πρέπει να οδηγήσει σε παράκαμψη των κανόνων ασφαλείας. Η Κέιτι Χαφ, επικεφαλής του Τμήματος Πυρηνικής Μηχανικής και Μηχανικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Wisconsin-Madison, θεωρεί ότι η εγκατάσταση ενός αντιδραστήρα στη Σελήνη είναι τεχνικά εφικτή. Η ίδια, ωστόσο, επισημαίνει ότι, καθώς αυξάνονται οι ενεργειακές απαιτήσεις, ο σχεδιασμός γίνεται όλο και πιο σύνθετος.

Παρά την ανταγωνισμό μεταξύ των μεγάλων διαστημικών δυνάμεων, η Κέιτι Χαφ υποστηρίζει ότι η διεθνής συνεργασία θα μπορούσε να συμβάλει στην ασφαλέστερη και αποτελεσματικότερη ανάπτυξη της διαστημικής πυρηνικής τεχνολογίας. Η εξερεύνηση της Σελήνης περνά πλέον από τη φάση των πειραματικών αποστολών σε εκείνη της δημιουργίας μόνιμων υποδομών, ενώ ο στόχος επεκτείνεται σε μελλοντικές αποστολές προς τον Άρη και πέρα από αυτόν. Η κούρσα για την πυρηνική ενέργεια στη Σελήνη θέτει έτσι στο ίδιο κέντρο την τεχνολογική πρόοδο, τη στρατηγική θέση και την ασφάλεια.