Mengapa AS ingin membangun reaktor nuklir di Bulan?

Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS (NASA) menargetkan pembangunan reaktor nuklir 100 kW di Bulan pada tahun 2030. Para ahli mengatakan ini merupakan target yang ambisius namun sepenuhnya dapat dicapai.

Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS (NASA) mempercepat rencana untuk membangun pembangkit listrik tenaga nuklir 100 kilowatt di Bulan, di bawah arahan baru dari Penjabat Direktur Sean Duffy.

Rencana ini menghidupkan kembali impian selama puluhan tahun untuk menyebarkan tenaga nuklir di luar angkasa, sebuah langkah yang dapat membuka kemampuan baru bagi Amerika Serikat sambil menantang aturan hukum yang mengatur penggunaan sumber daya dan lingkungan luar angkasa.

"Saya pikir siapa pun yang sampai di sana lebih dulu bisa mendeklarasikan zona terlarang. Itu akan sangat membatasi kemampuan Amerika Serikat untuk membangun kehadiran di bulan di bawah program Artemis jika kita tidak sampai di sana lebih dulu," kata Duffy, merujuk pada program Artemis NASA, yang bertujuan untuk mengembalikan warga Amerika ke bulan dalam beberapa tahun mendatang.

Panduan baru ini menguraikan rencana lima tahun untuk merancang, meluncurkan, dan memasang reaktor 100 kilowatt (kW) di kutub selatan Bulan. Program NASA ini akan bekerja sama dengan mitra komersial.

Sebagai perbandingan, 100 kW cukup untuk memberi daya pada sekitar 80 rumah di Amerika. Meskipun kecil, peningkatan daya tersebut sangat besar dibandingkan dengan generator nuklir dasar yang menggerakkan wahana antariksa Mars dan wahana antariksa lainnya. Reaktor-reaktor ini hanya menghasilkan beberapa ratus watt, hampir sama dengan pemanggang roti atau bola lampu halogen berdaya tinggi.

Dampak dari proyek baru ini "akan sangat inovatif, tidak hanya bagi Bulan tetapi juga bagi seluruh tata surya," ujar Bhavya Lal, mantan penjabat direktur divisi kebijakan dan teknologi NASA. Menempatkan reaktor nuklir di Bulan akan memungkinkan industri antariksa untuk "merancang sistem antariksa berdasarkan apa yang ingin kita lakukan, alih-alih dibatasi oleh jumlah daya yang kita miliki."

Mungkinkah membangun reaktor pada tahun 2030?

Membangun pembangkit listrik tenaga nuklir di Bulan dalam waktu kurang dari satu dekade merupakan tugas yang berat, tetapi banyak ahli yakin hal itu mungkin.

“Empat setengah tahun adalah jangka waktu yang sangat ketat, tetapi teknologinya sudah ada,” kata Profesor Simon Middleburgh, salah satu direktur Nuclear Energy Futures Institute di Bangor University, Inggris.

Kendala terbesar sejauh ini bukanlah teknologi, melainkan kurangnya kebutuhan nyata akan reaktor di luar Bumi. Dan sudah ada momentum politik yang cukup untuk mendorong rencana ini. Kini, hal itu mulai berubah.

"Kami telah berinvestasi lebih dari 60 tahun, menghabiskan puluhan miliar dolar, tetapi terakhir kali Amerika Serikat meluncurkan reaktor ke luar angkasa adalah pada tahun 1965," kata Lal, merujuk pada misi SNAP-10A yang meluncurkan reaktor nuklir pertama ke luar angkasa. "Titik balik yang besar terjadi tahun lalu, ketika untuk pertama kalinya dalam sejarah, NASA memilih tenaga nuklir sebagai teknologi tenaga permukaan untuk misi berawak ke Mars."

"Kebijakannya sekarang sudah jelas," tambahnya. "Yang penting adalah sektor swasta tidak hanya ingin menggunakan tenaga nuklir di luar angkasa, tetapi juga ingin menyediakannya." Perusahaan-perusahaan kedirgantaraan besar seperti Boeing dan Lockheed Martin, serta perusahaan-perusahaan rintisan, saat ini sedang meneliti penerapan tenaga nuklir di luar Bumi, ujarnya.

Program Artemis dirancang untuk meletakkan dasar bagi pangkalan permanen di kutub selatan bulan dan mengembangkan teknologi untuk mengirim manusia ke Mars. Bagaimanapun, misi berawak ke lingkungan sekeras bulan akan membutuhkan sumber daya yang stabil dan andal. "Variasi gravitasi dan suhu di bulan sangat ekstrem. Suhunya 100°C di siang hari, dan hampir nol derajat di malam hari. Semua peralatan elektronik harus tahan radiasi," kata Lal.

Sementara itu, Tiongkok juga berencana membangun pangkalan di kutub selatan Bulan. Negara-negara adidaya mengincar wilayah tersebut karena kaya akan sumber daya dan es, yang dapat mendukung eksplorasi dan permukiman permanen. Tiongkok sedang bernegosiasi dengan Rusia untuk membangun reaktor di kutub selatan Bulan pada tahun 2035, yang mendorong NASA, Departemen Pertahanan , dan Departemen Energi untuk ikut serta dalam persaingan ini.

Cara kerja proyek

Arahan Duffy tidak mengungkapkan banyak rincian tentang desain atau ukuran reaktor yang diusulkan, dan tidak jelas ide apa yang akan muncul dalam beberapa bulan mendatang.

"Untuk meningkatkan daya saing dan kepemimpinan Amerika di permukaan bulan dalam program Artemis, NASA tengah mengembangkan teknologi fisi permukaan dengan pesat," tulis Bethany Stevens, sekretaris pers NASA di Washington, dalam surel kepada Wired. NASA akan menunjuk manajer program baru untuk memimpin proyek ini dan akan mengajukan permintaan proposal kepada perusahaan-perusahaan dalam waktu 60 hari. NASA juga akan merilis detail lebih lanjut dalam beberapa hari mendatang."

Panduan baru ini mencerminkan temuan laporan terbaru tentang tenaga nuklir di luar angkasa yang ditulis bersama oleh Lal dan insinyur kedirgantaraan Roger Myers, yang menguraikan rencana "Go Big or Go Home" yang bertujuan membangun reaktor 100 kilowatt di Bulan pada tahun 2030.

Desain 100 kW ini "setara dengan mengirim dua gajah Afrika dewasa dan payung lipat seukuran lapangan basket ke luar angkasa," kata Lal. Perbedaannya adalah "gajah-gajah ini memancarkan panas, dan payung tersebut bukan untuk menghalangi sinar matahari, melainkan untuk menyebarkan panas ke luar angkasa."

NASA mungkin terinspirasi oleh Proyek Fisi Permukaan, yang dimulai pada tahun 2020 dengan tujuan membangun reaktor 40 kW yang dapat ditempatkan secara otonom di Bulan. Meskipun belum jelas perusahaan mana yang akan memenangkan kontrak untuk membangun reaktor 100 kW, versi 40 kW telah menarik partisipasi banyak unit, termasuk Aerojet Rocketdyne, Boeing, dan Lockheed Martin. Kekuatan lain yang terlibat termasuk perusahaan nuklir BWXT, Westinghouse, X-Energy, perusahaan teknik Creare, serta perusahaan teknologi antariksa Intuitive Machines dan Maxar.

Dalam proyek 40 kW, perusahaan-perusahaan yang berpartisipasi belum memenuhi persyaratan massa maksimum 6 ton. Namun, panduan baru Duffy mengasumsikan bahwa reaktor akan diangkut dengan kapal pendarat angkat berat yang mampu mengangkut hingga 15 ton kargo.

Reaktor 100 kW, bahan bakar uranium, sistem pendingin, dan komponen lainnya dapat diangkut ke Bulan melalui beberapa peluncuran dan pendaratan. Pembangkit listrik ini dapat ditempatkan di kawah tumbukan meteorit, atau bahkan di bawah permukaan Bulan untuk menghindari kontaminasi jika terjadi kecelakaan.

"Mengoperasikan tungku di bulan akan menjadi tantangan teknis," ujar insinyur kedirgantaraan Carlo Giovanni Ferro dari Universitas Politeknik Turin di Italia kepada Wired. "Karena bulan tidak memiliki atmosfer, kita tidak bisa mengandalkan arus udara seperti di Bumi untuk menghilangkan panas."

Selain itu, gravitasi Bulan, yang hanya seperenam gravitasi Bumi, juga akan memengaruhi dinamika fluida dan perpindahan panas, sementara regolith (debu dan puing yang menutupi permukaan Bulan) dapat mengganggu sistem pendingin dan komponen lainnya. Secara keseluruhan, ujarnya, rencana NASA tersebut layak, tetapi masih sangat ambisius.

Risiko dan Manfaat

Semua teknologi nuklir memerlukan peraturan keselamatan yang ketat. Persyaratannya bahkan lebih tinggi untuk sistem yang diluncurkan dari luar Bumi dan mendarat di lingkungan asing.

Menurut para ahli, pilihan terbaik bukanlah menemukan solusi untuk setiap potensi masalah yang mungkin muncul. Sebaliknya, kita perlu membahas pertanyaan apakah masalah tersebut dapat dihindari sejak tahap desain.

Penempatan reaktor nuklir di Bulan, baik oleh NASA, Tiongkok, maupun pihak lain, harus memenuhi standar tinggi di setiap tahapannya. Misalnya, bahan bakar uranium kemungkinan akan dilapisi lapisan pelindung yang keras untuk mencegah kebocoran jika roket pendorong mengalami malfungsi.

Selain strategi keselamatan yang solid, perlombaan untuk menempatkan tenaga nuklir di Bulan akan menciptakan preseden baru bagi hukum dan kebijakan antariksa. Negara atau organisasi mana pun yang tiba lebih dulu kemungkinan akan menetapkan "zona terlarang" demi alasan keselamatan dan keamanan. Zona-zona ini bisa berukuran beberapa kilometer persegi, sehingga mencegah para pesaing untuk mendekat.

Tenaga nuklir di luar angkasa telah menjadi impian selama beberapa generasi. Namun kini, para ahli yakin waktunya telah tiba. Jika reaktor nuklir menjadi hal yang umum di luar Bumi, kemampuan umat manusia untuk menjelajahi dan memanfaatkan luar angkasa akan sangat meningkat.

"Dengan kekuatan sebesar itu, kita bisa menciptakan infrastruktur permukaan permanen di Bulan dan Mars. Kita bisa menjalankan sistem ekstraksi sumber daya untuk mendapatkan oksigen, air, dan bahan bakar bagi kehidupan manusia, bukan hanya untuk bertahan hidup, tetapi juga untuk hidup nyaman," kata Lal. "Kita bisa melakukan sains dalam skala besar, tanpa harus mengecilkan instrumen pembangkit listrik kita, dari radar hingga seismometer. Itulah fondasi untuk membuka pintu menuju tata surya. Dan itulah yang benar-benar membuat saya bersemangat."

Negara pertama yang berhasil menempatkan reaktor di Bulan akan memiliki pengaruh besar dalam membentuk masa depan, dan para pesaing potensial semakin gencar. Jadi, perlombaan antariksa baru ini bukan tentang siapa yang sampai di Bulan terlebih dahulu, melainkan siapa yang bisa tinggal lebih lama.

(Vietnam+)

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