Programy jądrowe w przestrzeni kosmicznej napotykają wyzwania krótkoterminowe i długoterminowe.
Choć programy jądrowe kosmiczne zyskują na popularności, przedstawiciele branży wskazują, że stoją przed wyzwaniami zarówno krótkoterminowymi, jak i długoterminowymi obawami.
Podczas ostatniej konferencji przedstawiciele rządu i przemysłu podkreślili postępy w energetyce jądrowej kosmosu i napędzie jądrowym, w tym projekt Space Reactor 1 Freedom NASA, dążący do uruchomienia systemu napędu elektrycznego do końca 2028 roku oraz Lunar Reactor 1, pracujący nad zasilaniem jądrowym do zastosowań na Księżycu.
Aaron Miles, koordynator ds. zdolności strategicznych w Białym Domu, Biuro Polityki Naukowej i Technologicznej, powiedział w przemówieniu na Space Nuclear Industry Symposium tutaj 13 sierpnia, że projekty jądrowe kosmiczne stoją na skrzyżowaniu rosnącego zainteresowania technologiami kosmicznymi i jądrowymi.
"W mojej opinii może to być prawdziwa pokoleniowa okazja," powiedział, wymieniając różne rządowe i komercyjne wysiłki w tej dziedzinie. "Energia jądrowa w kosmosie rzeczywiście ma swój moment."
Jednak ten moment nie jest wolny od problemów. Zauważył, że jeden z elementów polityki kosmicznej jądrowej opublikowanej przez OSTP w kwietniu wezwał Departament Energii do przygotowania oceny w 60 dni dotyczącej gotowości branży do wyprodukowania do czterech reaktorów na kosmiczne zastosowania w ciągu najbliższych pięciu lat.
"Główna konkluzja jest taka, że USA rzeczywiście mają taką możliwość," powiedział, ale wskazał na pewne ryzyka. Do nich należy brak linii produkcyjnej dla ceramicznego paliwa HALEU, czyli wysokowartościowego niskozbogaconego uranu, które jest prawdopodobnym źródłem zasilania dla kosmicznych reaktorów jądrowych.
Popyt na HALEU rośnie również w przypadku ziemskich systemów energetyki jądrowej, takich jak małe modułowe reaktory. DOE, jedyny obecnie krajowy dostawca HALEU, 23 lipca ogłosiło, że udostępni NASA nieokreśloną ilość tego paliwa do wykorzystania w misji SR-1. Przydzieliło także HALEU firmie Radiant po tym, jak w zeszłym roku dokonało podobnych alokacji tego paliwa dla kilku innych firm reaktorowych.
"Mamy dobry problem w tym, że musimy mieć na uwadze dostępność HALEU oraz kwestie związane z łańcuchem dostaw," powiedział Jeremy Kenny, kierownik Biura Zaawansowanej Technologii Jądrowej NASA. "To potencjalnie może być wąskim gardłem pod kątem priorytetyzacji i dostępności."
Inne kwestie, jak powiedział Miles, to łańcuch dostaw komponentów reaktorów, niewielkie zasoby pracowników z kompetencjami zarówno w dziedzinie energii jądrowej, jak i kosmicznej, oraz ograniczony dostęp do terenów testów naziemnych.
Prace NASA nad kosmicznymi reaktorami jądrowymi odbywają się w tym samym czasie co komercyjne i inne programy rządowe mające na celu rozwój małych reaktorów jądrowych, co zwiększa ryzyko konkurencji o paliwo i inne zasoby. Wśród nich jest program Janus Armii Stanów Zjednoczonych, który dąży do opracowania mikroraktorów napędzających bazy.
Armia wkrótce ogłosi pięć firm, które wybrała do kontynuowania prac nad rozwojem mikroreaktorów w ramach tego programu, powiedział Jeff Waksman, główny zastępca sekretarza Armii ds. instalacji, energii i środowiska. Armia ogłosi również bazy, w których te reaktory będą zlokalizowane, oraz swój całkowity budżet. "Zobaczycie, że to bardzo poważny program."
Janus nie koncentruje się na zastosowaniach kosmicznych jądrowych, powiedział, lecz opisał go jako "trzon napędowy" dla zaawansowanych zastosowań jądrowych. Armia od pewnego czasu współpracuje z NASA nad elementami tego programu ze względu na nakładanie się technologiczne oraz ograniczoną ekspertyzę w tego typu systemach.
"Myślę, że wszystkie te programy będą musiały odnieść sukces razem," powiedział. "Jesteśmy w bardzo dobrym momencie w zakresie zaawansowanej energii jądrowej. Istnieje szerokie poparcie, napływają duże pieniądze, zarówno z rządu, jak i z sektora prywatnego. Musimy więc nawzajem sobie pomagać w osiągnięciu sukcesu."
"Teraz nie jest czas na walki na noże," dodał. "Musimy odnieść sukces i zbudować kilka reaktorów, zarówno na lądzie, jak i w kosmosie."
"Sektory publiczny i prywatny będą musiały współpracować, aby złagodzić te ryzyka," powiedział Miles, odnosząc się do problemów zidentyfikowanych w ocenie DOE, "i aby ustanowić realne i trwałe zdolności przemysłowe i możliwości kosmicznych programów jądrowych."
Jednak niektórzy na konferencji myśleli perspektywicznie o tym, jak utrzymać te kosmiczne programy jądrowe, zwłaszcza po zakończeniu obecnej administracji. Jeden ekspert był sceptyczny, czy da się to zrobić.
"Co utrzymuje mnie dzisiaj na jawie w nocy, to czy za trzy lata będziemy mieli program kosmiczny jądrowy?" zapytała Bhavya Lal, była asystentka administratora NASA ds. technologii, polityki i strategii oraz współautorka raportu z 2025 roku, który bada długą, problematyczną historię kosmicznych programów jądrowych.
Programy kosmiczne jądrowe cieszą się dziś dużym poparciem, powiedziała, "ale to poparcie ma charakter pozycyjny, a nie strukturalny. Jest związane z ludźmi, a nie z papierem. Więc co się stanie w styczniu 2029 roku?"
To problem dla SR-1, którą ona określiła jako program bez wyraźnego klienta. Prowadzi ładunek demonstracyjny technologii, zestaw helikopterów Marsa o nazwie SkyFall, ale zauważyła, że mogłyby polecieć w innej misji. Program LR-1, lunar reactor, również nie zależy bezpośrednio od SR-1. "Jedyną rzeczą, która naprawdę potrzebuje SR-1, jest SR-2, SR-3 i SR-4, a te nie istnieją."
Nawet jeśli SR-1 wystartuje na czas w grudniu 2028 roku, jeszcze przed objęciem urzędu przez następną administrację, ta następna administracja mogłaby anulować przyszłe programy. Tak było w latach 60., kiedy USA uruchomiły swój pierwszy kosmiczny reaktor jądrowy, SNAP-10A, a misje kontynuacyjne zostały anulowane.
Zaleciła NASA rozpoczęcie prac nad misją SR-2 przed startem SR-1 i opracowanie planów awaryjnych na wypadek opóźnień SR-1 w harmonogramie.
"Ostatnie, ale nie mniej ważne, przekonajmy Kongres, aby przejął kosmiczną energię jądrową, a nie tylko był z nią zapoznany," dodała Lal. "Oto obejmowanie Kongresu wieloletnimi dotacjami na programy kosmicznych energii jądrowych. To jedyna rzecz na tej liście, którą przejmuje następujący okres zamiast przeglądów."
Bez tych kroków ostrzegła, NASA mogłaby powtórzyć historię: "Możemy nadal uruchomić jeden reaktor, ale będzie to to samo co w 1965 roku, może z lepszą grafiką."
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł!
