¿Por qué Estados Unidos quiere construir un reactor nuclear en la Luna?

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA) está acelerando los planes para construir una planta de energía nuclear de 100 kilovatios en la Luna, bajo la nueva dirección del director interino Sean Duffy.

El plan revive un sueño de décadas de antigüedad de desplegar energía nuclear en el espacio, una medida que podría abrir nuevas capacidades para Estados Unidos y al mismo tiempo desafiar las normas legales que rigen el uso de recursos y entornos extraterrestres.

"Creo que quien llegue primero podría declarar una zona de exclusión. Eso limitaría significativamente la capacidad de Estados Unidos para establecer una presencia en la Luna bajo el programa Artemis si no llegamos primero", dijo Duffy, refiriéndose al programa Artemis de la NASA, cuyo objetivo es que los estadounidenses regresen a la Luna en los próximos años.

Las nuevas directrices describen un plan quinquenal para diseñar, lanzar e instalar un reactor de 100 kilovatios (kW) en el polo sur de la Luna. El programa de la NASA colaborará con socios comerciales.

A modo de comparación, 100 kW son suficientes para abastecer a unos 80 hogares estadounidenses. Si bien es una cantidad pequeña, representaría un aumento enorme de energía en comparación con los generadores nucleares básicos que alimentan las sondas a Marte y otros vehículos espaciales. Estos reactores generan solo unos pocos cientos de vatios, aproximadamente lo mismo que una tostadora o una bombilla halógena potente.

El impacto del nuevo proyecto será revolucionario, no solo para la Luna, sino para todo el sistema solar, afirmó Bhavya Lal, exdirector interino de la división de políticas y tecnología de la NASA. Instalar un reactor nuclear en la Luna permitiría a la industria espacial diseñar sistemas espaciales según lo que deseamos, en lugar de limitarnos a la cantidad de energía disponible.

¿Es posible construir un reactor en 2030?

Construir una planta de energía nuclear en la Luna en menos de una década es una tarea abrumadora, pero muchos expertos creen que es posible.

“Cuatro años y medio es un plazo extremadamente ajustado, pero la tecnología está ahí”, dijo el profesor Simon Middleburgh, codirector del Instituto de Futuros de Energía Nuclear de la Universidad de Bangor en el Reino Unido.

El mayor obstáculo hasta ahora no ha sido la tecnología, sino la falta de una necesidad real de un reactor extraterrestre. Y ha habido suficiente impulso político para impulsar el plan. Ahora, eso está cambiando.

“Hemos invertido más de 60 años, gastado decenas de miles de millones de dólares, pero la última vez que Estados Unidos lanzó un reactor al espacio fue en 1965”, dijo Lal, refiriéndose a la misión SNAP-10A que lanzó el primer reactor nuclear al espacio. “El gran punto de inflexión llegó el año pasado, cuando, por primera vez en la historia, la NASA eligió la energía nuclear como tecnología de energía de superficie para misiones tripuladas a Marte”.

“La política ahora está clara”, añadió. “Lo importante es que el sector privado no solo quiere usar la energía nuclear en el espacio, sino que también quiere proporcionarla”. Grandes empresas aeroespaciales como Boeing y Lockheed Martin, así como startups, están investigando actualmente las aplicaciones de la energía nuclear fuera de la Tierra, afirmó.

El programa Artemis está diseñado para sentar las bases de una base permanente en el polo sur lunar y desarrollar la tecnología necesaria para enviar humanos a Marte. En cualquier caso, las misiones tripuladas a un entorno tan adverso como la Luna requerirán una fuente de energía estable y fiable. «Las variaciones de gravedad y temperatura en la Luna son extremas. Hay 100 °C durante el día y casi cero absoluto por la noche. Todos los dispositivos electrónicos deben ser resistentes a la radiación», afirmó Lal.

Mientras tanto, China también planea construir una base en el polo sur de la Luna. Las superpotencias tienen la vista puesta en la región por su riqueza en recursos y hielo, lo que podría facilitar la exploración y el asentamiento permanente. China está en conversaciones con Rusia sobre la construcción de un reactor en el polo sur de la Luna para 2035, lo que ha impulsado a la NASA, el Departamento de Defensa y el Departamento de Energía a sumarse a la iniciativa.

Cómo funciona el proyecto

La directiva de Duffy no reveló muchos detalles sobre el diseño o el tamaño del reactor propuesto, y no está claro qué ideas surgirán en los próximos meses.

“Para impulsar la competitividad y el liderazgo de Estados Unidos en la superficie lunar bajo el programa Artemis, la NASA está desarrollando rápidamente tecnología de fisión superficial”, escribió Bethany Stevens, secretaria de prensa de la NASA en Washington, en un correo electrónico a Wired. La NASA nombrará a un nuevo gerente de programa para dirigir el proyecto y emitirá una solicitud de propuestas a las empresas en un plazo de 60 días. La NASA también publicará más detalles en los próximos días.

Las nuevas directrices reflejan las conclusiones de un informe reciente sobre energía nuclear en el espacio, coescrito por Lal y el ingeniero aeroespacial Roger Myers, que describió un plan “Go Big or Go Home” que tiene como objetivo construir un reactor de 100 kilovatios en la Luna para 2030.

El diseño de 100 kW equivale a enviar al espacio dos elefantes africanos adultos y un paraguas plegable del tamaño de una cancha de baloncesto, explicó Lal. La diferencia radica en que estos elefantes irradian calor, y el paraguas no está ahí para bloquear el sol, sino para disiparlo en el espacio.

Es posible que la NASA se haya inspirado en el Proyecto de Fisión de Superficie, iniciado en 2020 con el objetivo de construir un reactor de 40 kW que pudiera desplegarse de forma autónoma en la Luna. Si bien aún no se sabe con certeza qué empresa se adjudicará el contrato para construir el reactor de 100 kW, la versión de 40 kW ha atraído la participación de numerosas unidades, como Aerojet Rocketdyne, Boeing y Lockheed Martin. También participan las empresas nucleares BWXT, Westinghouse, X-Energy, la empresa de ingeniería Creare y las empresas de tecnología espacial Intuitive Machines y Maxar.

En el proyecto de 40 kW, las empresas participantes aún no han alcanzado el requisito de masa máxima de 6 toneladas. Sin embargo, las nuevas directrices de Duffy suponen que el reactor será transportado por un buque de desembarco de carga pesada con capacidad para transportar hasta 15 toneladas de carga.

El reactor de 100 kW, el combustible de uranio, el sistema de refrigeración y otros componentes podrían transportarse a la Luna mediante múltiples lanzamientos y aterrizajes. La planta podría ubicarse en un cráter de impacto de meteorito, o incluso bajo la superficie lunar, para evitar la contaminación en caso de accidente.

“Operar un horno en la Luna sería un desafío técnico”, declaró a Wired el ingeniero aeroespacial Carlo Giovanni Ferro, de la Universidad Politécnica de Turín (Italia). “Como la Luna no tiene atmósfera, no se puede depender de las corrientes de aire, como en la Tierra, para disipar el calor”.

Además, la gravedad lunar, que es solo una sexta parte de la terrestre, también afectará la dinámica de fluidos y la transferencia de calor, mientras que el regolito (polvo y escombros que cubren la superficie lunar) podría interferir con los sistemas de refrigeración y otros componentes. En general, afirmó, el plan de la NASA es viable, pero aún muy ambicioso.

Riesgos y beneficios

Toda tecnología nuclear exige estrictas normas de seguridad. Los requisitos son aún mayores para los sistemas que se lanzan fuera de la Tierra y aterrizan en un entorno extraterrestre.

Según los expertos, la mejor opción no es buscar soluciones a todos los problemas potenciales que puedan surgir. En cambio, es necesario abordar la cuestión de si el problema puede evitarse desde la fase de diseño.

El despliegue de un reactor nuclear en la Luna, ya sea por parte de la NASA, China o cualquier otro país, tendría que cumplir con altos estándares en cada etapa. Por ejemplo, el combustible de uranio probablemente estaría recubierto por una capa protectora dura para evitar fugas en caso de avería del cohete propulsor.

Además de sólidas estrategias de seguridad, la carrera por implantar energía nuclear en la Luna sentará nuevos precedentes en el derecho y la política espacial. Cualquier nación u organización que llegue primero probablemente establecerá "zonas de exclusión" por razones de seguridad. Estas zonas pueden tener varios kilómetros cuadrados, lo que impide que los competidores se acerquen.

La energía nuclear en el espacio ha sido un sueño para generaciones. Pero ahora los expertos creen que ha llegado su momento. Si los reactores nucleares se generalizan más allá de la Tierra, la capacidad de la humanidad para explorar y explotar el espacio se verá enormemente mejorada.

“Con ese tipo de energía, podemos crear infraestructura permanente en la superficie de la Luna y Marte. Podemos operar sistemas de extracción de recursos para obtener oxígeno, agua y combustible para la vida humana, no solo para sobrevivir, sino para vivir cómodamente”, dijo Lal. “Podemos hacer ciencia a gran escala, sin tener que reducir el tamaño de nuestros instrumentos para obtener energía, desde el radar hasta el sismómetro. Esa es la base para abrir las puertas al sistema solar. Y eso es lo que realmente me entusiasma”.

El primer país que logre instalar un reactor en la Luna tendrá una gran influencia en el futuro, y los competidores potenciales están acelerando el ritmo. Por lo tanto, la nueva carrera espacial no se trata de quién llega primero a la Luna, sino de quién puede quedarse más tiempo.

(Vietnam+)

Fuente: https://www.vietnamplus.vn/vi-sao-my-muon-xay-dung-lo-phan-ung-hat-nhan-tren-mat-trang-post1053975.vnp