همه در حال صحبت در مورد ماه هستند. تا ماه ژانویه 2019 سالگرد سفر به ماه 50 ساله خواهد شد. خاطره فضاپیمای آپولو 11 و خدمه مشهورش نیل آرمسترانگ و بوز آلدرین هنوز هم موضوع بحث و جدل‌های فراوانی است. آیا ما واقعا در ماه فرود آمده‌ایم؟ آیا ما می‌توانیم دوباره به عقب برگردیم؟ آیا اصلا لازم است ما دوباره به گذشته نگاهی بیاندازیم؟
ناسا می‌داند که باید کار را از نو شروع کند. احتمالا بتوانیم از ماه به عنوان یک پایگاه عالی برای اکتشاف منظومه شمسی و سفر به اعماق کهکشان استفاده کنیم. به همین علت در رویای تحقق این هدف، سال‌ها بر روی ایده ساخت یک نیروگاه هسته‌ای بر روی ماه کار کرده‌اند و به نظر می‌رسد سرانجام به نتایج خوبی رسیده‌اند.
آنها پروژه‌ای را دنبال می‌کنند که هدفش ساخت یک راکتور سیار، کامپکت (فشرده و جمع‌و‌جور) و فوق‌العاده قدرتمند به نام کیلوپاور (Kilopower) است. ساخت این راکتور هسته‌ای می‌تواند به ما در انجام ماموریت‌های سفر به عمق فضا و فرستادن فضانوردان به دیگر سیارات و قمر‌های منظومه شمسی همچون مریخ و تیتان، قمر پر رمز و راز سیاره زیبای زحل کمک کند.
کیلوپاور دقیقا چیست؟
کیلوپاور یک راکتور سیار و سبک‌وزن شکاف هسته‌ای است که توسط مهندسان ناسا و اداره امنیت ملی انرژی هسته‌ای ایالات متحده آمریکا توسعه یافته است. این راکتور با ایجاد شکاف هسته‌ای در اتم‌های اورانیوم 235 و تبدیل انرژی گرمایی تولید شده به برق مورد نیاز موتور‌های استرلینگ با کارایی بالا (high-efficiency Stirling engines) کار می‌کند. این راکتور می‌تواند به طور پیوسته به مدت ده سال، 10 کیلووات نیروی الکتریسته را برای اهداف گوناگون تولید نماید. این مقدار دوبرابر بیشتر از میزانی است که ناسا برای احداث پایگاه فضایی خود در ماه یا مریخ نیاز دارد.
جیم رویتر، مدیر اجرایی ناسا در مدیریت فناوری‌های ماموریت‌های فضایی (STMD) در واشنگتن در این رابطه می‌گوید، انرژی ایمن، کارآمد و فراوان کلید آینده اکتشافات انسان و ربات‌ها است. من انتظار دارم که پروژه کیلوپاور به عنوان بخش مهمی از تکامل ساختار رسیدن به مریخ و قمر‌های سیارات باشد. این فناوری بین نوامبر 2017 تا مارس 2018 با موفقیت مورد آزمایش قرار گرفته است.
کیلوپاور چگونه مورد آزمایش قرار گرفته است؟
در هر صورت اگر لازم است یک راکتور هسته‌ای را به همراه فضانوردان به ماموریت‌های سفر به مریخ، ماه و دیگر قمر‌ها بفرستید، عقل حکم می‌کند کلیه نکات ایمنی لحاظ شده باشد. بنابراین ایمنی اولین نکته است که طی آزمایشات این راکتور که تست KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology) نامیده شده، مورد بررسی قرار گرفت.
دیوید پاستون، طراح اصلی راکتور در آزمایشگاه ملی لاس آلاموس ناسا در مورد این تست توضیح داد که تمام اتفاقات و بلا‌های معمول و غیر معمولی که ممکن است بر سر یک راکتور بیاید را در نظر گرفتیم و راکتور با موفقیت کامل تمامی تست‌های KRUSTY را گذراند. این آزمایشات شامل تست شبیه‌سازی کاهش قدرت، از کار افتادن موتور‌ها و شکستن لوله‌های گرمایی بود که طی یک دوره 28 ساعته به اوج می‌رسید. به علاوه شبیه‌سازی یک ماموریت با استفاده از حداکثر توان انجام شد. در ادامه برنامه زمانبندی شده قرار است این راکتور اولین ماموریت واقعی خود در فضا را سال 2020 انجام دهد.
چرا ما در ماه به انرژی هسته‌ای نیاز داریم؟
ناسا می‌گوید پیش از آنکه اعتراض کنید که نباید ما فضا را با زباله‌های هسته‌ای آلوده کنیم، باید بدانید که برای گفتن این جمله دیر شده است، زیرا تمام ماموریت‌های فضایی دهه‌های اخیر همگی با کمک ژنراتور‌های ترموالکتریک رادیوایزوتوپ حامل پلوتونیوم 238 به عنوان منبع تامین برق، انجام گرفته است! این قضیه برای تمام پرواز‌های فضایی از زمان سفر آپولو و ویجر تا سال‌های اخیر که فضاپیما‌های هورایزن و کاسینی به دل فضا رفته‌اند، صدق می‌کند.
بعد از این نکته غافل‌گیر کننده، باید توجه داشت که شب‌های ماه طولانی است. اگر در مورد سیارات و قمر‌ها درس‌های دوره مدرسه را به خاطر داشته باشید می‌دانید که ما همیشه یک طرف ماه را مشاهده می‌کنیم. هر دور تناوب چرخش ماه به دور زمین بیش از 27 روز زمینی به طول می‌انجامد که آن را به عنوان یک شبانه‌روز ماه در نظر می‌گیریم. بنابراین هر شب ماه حدود دو هفته زمینی طول می‌کشد.
مارک گیبسون از مهندسان کیلوپاور در مرکز تحقیقاتی کیلولند اعتقاد دارد که راکتور کیلوپاور به ما توانایی انجام ماموریت‌های بلند‌مدت و گسترده فضایی را خواهد داد و محققان را قادر خواهد ساخت تا برای اکتشاف نیمه تاریک ماه کار خود را شروع کنند. در حقیقت اگر ما قصد فرستادن فضانوردان به اکتشافات طولانی مدت در ماه و دیگر سیارات را داشته باشیم طبیعتا نیازمند یک رده جدید از منابع تولید انرژی هستیم که شاید تاکنون به آن نیاز نداشته‌ایم.
آیا ما نمی‌توانیم از انرژی خورشید در ماه استفاده کنیم؟
اگرچه شب‌های ماه بیش از دو هفته طول می‌کشند ولی از لحاظ تئوری در طول مدت دوره روشنایی مقادیر بالایی از انرژی خورشیدی در دسترس است. شرکت ژاپنی شیمیزو (Shimizu) یک طرح مفهومی را پیشنهاد داده است که طبق این ایده بر روی مدار استوایی ماه یک کمربند 1100 کیلومتری چند ردیفه به عرض چند کیلومتر از پنل‌های خورشیدی ساخته خواهد شد و تامین انرژی مورد نیاز را بر عهده خواهد گرفت!
این بدین معنا خواهد بود که همواره بیش از نیمی از کمربند خورشیدی در معرض نور خورشید خواهد بود و با توجه به اینکه ماه عملا دارای جو نیست، پس هرگز مشکل ابری بودن را نیز نخواهد داشت بنابراین بازده انرژی خورشیدی در ماه 5 برابر کارامدتر از زمین خواهد بود.
آیا ناسا سرانجام به ماه خواهد رفت یا نه؟
این برنامه بسته به علاقه و دستور رئیس‌جمهور آمریکا دارد و با عوض شدن روئسای جمهور همواره این برنامه‌ریزی دستخوش تغییر و تحول می‌شود. فعلا دستورالعمل‌های دولت ترامپ بررسی و انجام ماموریت‌های رباتیک به فضا پیش از فرستادن خدمه انسانی است. به علاوه ایجاد یک زیرساخت با عنوان سکوی ورود مداری ماه (Lunar Orbital Platform-Gateway) برای کمک به فضانوردان در ماموریت‌های رسیدن به ماه و در ادامه مریخ، در دستور کار است. به این منظور ناسا از شرکت‌های خصوصی درخواست کرده است تکنولوژی‌های مورد نیاز برای تحقق این امر را توسعه دهند.
سکوی ورود مداری ماه چیست؟
در حقیقت پیشنهاد سکوی ورود مداری ماه یا LOP-G ساخت یک ایستگاه فضایی در مدار ماه است. ناسا این ایده را یک هدف پایه‌ای برای رساندن خدمه و فضانوردان به ماه و مریخ می‌داند ولی بسیار از متخصصان نیز آن را هدر دادن پول می‌دانند.
در مورد این برنامه نیز تری ویرتس از فضانوردان سابق ناسا و خلبان برجسته شاتل فضایی در نشست شورای ملی فضانوردی در ماه ژوئن 2018 گفت که ساخت یک ایستگاه فضایی دیگر کاملا ضروری است ولی در حال حاضر مهارت و توانایی‌های من و همکاران من در ایستگاه فضایی بین‌المللی بر کسی پوشیده نیست. با این حال ساخت سکوی ورود در مدار ماه تنها پیشرفت ما را کند خواهد کرد و زمان و میلیارد‌ها دلار‌ها را هدر خواهد داد زیرا هدف اصلی ما رسیدن به سطح ماه و از آنجا رفتن به مریخ است نه توقف در مدار ماه!
در هر صورت پروژه LOP-G برای سال 2022 هدف‌گذاری شده است و در سال 2023 نیز ماژول‌های قابل سکونت به آن افزوده خواهد شد. تا آن زمان نیز فضاپیمای اوریون (Orion) و سیستم موشک‌های پرتاب ناسا نیز آماده خواهند شد.
