Од међупланетарних свемирских бродова до лунарних реактора – будућност истраживања свемира биће прилично нуклеарна

НАСА такође планира да до 2030. године, у оквиру програма „Артемис“, постави мали нуклеарни реактор на Месецу. Такав реактор, међутим, неће ни по чему личити на велике нуклеарне електране какве постоје на Земљи. Истовремено, Бела кућа покренула је иницијативу за оснивање Националног програма за америчку свемирску нуклеарну енергију.

Сједињене Америчке Државе нису једине које развијају нуклеарне изворе енергије за употребу у свемиру. За ову област све више интересовања показују националне и регионалне свемирске агенције, приватне компаније и научноистраживачке институције.

Међутим, поред великих очекивања, техничка изводљивост и рокови нису једини изазови. Употреба нуклеарне енергије у свемиру мора бити регулисана на одговоран начин.

Зашто се сада поново говори о нуклеарној енергији у свемиру

Нуклеарни извори енергије у свемиру разликују се по намени и конструкцији. Неки служе за напајање научних инструмената и комуникационих система, док би други могли да обезбеђују енергију за базе на небеским телима или да покрећу свемирске летелице на великим међупланетарним растојањима.

Једно решење су радиоизотопски енергетски системи, који производе електричну енергију користећи топлоту насталу природним распадом радиоактивног изотопа плутонијума-238.

Друга могућност су нуклеарни реактори засновани на фисији, у којима се цепањем атома ослобађа топлота. Као и у нуклеарним електранама на Земљи, та топлота се претвара у електричну енергију. У свемиру би такви реактори могли да обезбеђују енергију за инфраструктуру и активности на небеским телима, али и за погон свемирских летелица.

На Месецу један циклус дана и ноћи траје око 29,5 земаљских дана, при чему мрак траје приближно две недеље. Због тога су мисије „Аполо“ слетале почетком лунарног дана. Ако човечанство жели трајно присуство на Месецу, биће неопходан поуздан извор енергије који ће радити током дуге лунарне ноћи. Само соларна енергија вероватно неће бити довољна.

Летелица „Спејс реактор-1 Фридом" (Space Reactor-1 Freedom) такође ће користити реактор на фисију за нуклеарни електрични погон, при чему електрична енергија произведена у реактору покреће моторе летелице. За путовање до Марса ова технологија могла би да скрати време лета и смањи изложеност астронаута космичком зрачењу.

Иако су технолошке амбиције све веће, идеја о употреби нуклеарне енергије у свемиру није нова.

Дуга историја

У каснијим мисијама програма „Аполо“ коришћени су радиоизотопски термоелектрични генератори за напајање научних експеримената на Месецу.

Слични системи и данас обезбеђују енергију за дуготрајне свемирске мисије, укључујући марсовске ровере „Кјуриосити“ и „Персеверанс“, као и сонде „Војаџер“, које и даље шаљу податке из међузвезданог простора.

Реактори на фисију већ су били коришћени у свемиру.

Током Хладног рата Сједињене Државе су у орбиту послале реактор SNAP-10A, који је и данас једини амерички реактор на фисију успешно лансиран у свемир, иако је престао да ради после око шест недеља.

Совјетски Савез отишао је корак даље и лансирао је нуклеарне извиђачке сателите RORSAT, намењене праћењу бродова америчке морнарице.

Безбедносни ризици и технички изазови

Свако разматрање нуклеарне будућности у свемиру подразумева и учење из претходних искустава.

Један од најзначајнијих примера је „Космос 954“, совјетски нуклеарни сателит који је 1978. године неконтролисано ушао у Земљину атмосферу и срушио се на северозападу Канаде.

Тај догађај показао је да ризици у свемиру лако могу постати ризици на Земљи. Радиоактивни остаци били су расути дуж око 600 километара, захвативши традиционалне територије староседелачких народа, пре свега заједница Дене, Инуита и Метиса. Уследила је велика акција деконтаминације.

Поред опасности од неконтролисаног повратка у атмосферу, постоји и ризик од неуспешног лансирања, јер ракете могу да експлодирају приликом полетања. Ипак, свемирски нуклеарни системи пројектовани су тако да се у таквим случајевима последице радиоактивног загађења сведу на минимум.

Реактори на фисију морају да издрже екстремне температуре, снажно зрачење и вакуум. Истраживачи са Технолошког института Масачусетса (MIT) проучавају како би различити материјали и конструкције реактора могли да функционишу у тако суровим условима.

Важно је и шта ће се дешавати са овим системима по завршетку њиховог радног века, што отвара питања њиховог повлачења из употребе, одлагања и одговорности према будућим генерацијама.

Управо су ови ризици подстакли доношење правних и политичких оквира за употребу нуклеарне енергије у свемиру, иако у тој области и даље постоје бројне празнине.

Правила и смернице

Овде није реч о постављању нуклеарног оружја у орбиту или на небеска тела. Споразум о свемиру из 1967. године то изричито забрањује. Међународно право, међутим, не забрањује употребу нуклеарних извора енергије у свемиру, али настоји да обезбеди да се они користе безбедно.

Након инцидента са сателитом „Космос 954“, Уједињене нације су 1992. године усвојиле Принципе који се односе на употребу нуклеарних извора енергије у свемиру, које је припремио Комитет УН за мирољубиво коришћење свемира (COPUOS).

Ови принципи предвиђају да се пре лансирања спроведу безбедносне процене, да се у случају опасности од неконтролисаног повратка летелице у атмосферу о томе благовремено обавесте друге државе и пружи међународна помоћ, као и да се призна одговорност држава које лансирају такве летелице.

Такође се наводи да нуклеарни реактори не смеју да достигну критично стање пре него што стигну у предвиђену орбиту или на међупланетарну путању, чиме се смањује ризик од радиоактивног загађења људи и животне средине у случају несреће.

Комитет УН за мирољубиво коришћење свемира (COPUOS) и Међународна агенција за атомску енергију (IAEA) су 2009. године заједнички развили шири оквир безбедности, који садржи смернице за одобравање лансирања, припрему и реаговање у ванредним ситуацијама, као и за безбедан рад и окончање животног века свемирских нуклеарних система.

Примена тог безбедносног оквира, као и будући рад на питањима нуклеарних извора енергије у свемиру, и даље су предмет мултилатералних разговора.

Ипак, принципи Уједињених нација и безбедносни оквир нису правно обавезујући. Процене безбедности и одобрења за лансирање углавном су у надлежности појединачних држава. То оставља простор за различите националне прописе и различите нивое прихватљивог ризика, иако би последице евентуалне несреће могле да пређу државне границе.

Одговорно управљање

Како све већи број државних институција и приватних компанија развија нуклеарне технологије за употребу у свемиру, државе би требало доследно да примењују принципе Уједињених нација и безбедносни оквир, као и да сарађују на међународном нивоу како би их, када је то потребно, ажурирале или допуниле.

Међународна координација и размена информација од кључног су значаја. Одговорност и ризици не престају на државним границама.

Национални регулатори морају да примењују највише безбедносне стандарде, обезбеде јасну одговорност свих учесника и одоле притисцима да скраћени рокови, геополитичко надметање или комерцијални интереси диктирају безбедносне стандарде. Свемир се тиче свих нас.

Нуклеарна енергија ће и у будућности имати важну улогу у настојањима човечанства да истражује и насељава простор изван Земље. Где год да се буде користила и ко год да је буде користио, безбедност и одговорност морају остати на првом месту.