خبرگزاری علت
گروه آنلاین روزنامه دنیای اقتصاد- کسری غفوری: ایالات متحده در تلاش است تا سال ۲۰۳۰ یک رآکتور هسته‌ای را در کره ماه مستقر کند. در سوی دیگر، ائتلاف روسیه و چین برای دستیابی به هدفی مشابه تا سال ۲۰۳۶ برنامه‌ریزی کرده‌اند. با این حال، برخی از دانشمندان برجسته نسبت به خطرات بزرگ این رقابت هشدار می‌دهند.
اواخر ماه اوت، ناسا از پیمانکاران خود خواست تا برای ساخت یک رآکتور هسته‌ای مقاوم در برابر سفرهای فضایی و با قابلیت کارکرد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری در نزدیکی قطب جنوب ماه آماده شوند. هرچند این ایده در نگاه نخست به داستان‌های علمی‌تخیلی پهلو می‌زند، اما روایتی که روزنامه نیویورک‌تایمز از این رقابت نفس‌گیر ارائه می‌دهد، نشان از آن دارد که آژانس فضایی آمریکا مصمم است این پروژه را تا دسامبر ۲۰۳۰ آماده پرتاب کند.
دلیل این شتاب‌زدگی کاملا روشن است؛ روسیه در قالب یک مشارکت محرمانه با چین قصد دارد تا سال ۲۰۳۶ یک رآکتور فعال در کره ماه داشته باشد و از این رو، ناسا برنامه‌های خود را سرعت بخشیده تا از رقبای خود پیشی بگیرد.
این رقابت در واقع بر سر آینده اکتشافات فضایی است. واشنگتن و پکن هر دو در تلاشند تا نخستین کشوری باشند که پایگاهی در ماه تاسیس می‌کنند تا به جستجوی منابعی مانند آب یخ‌زده بپردازند و ماموریت‌های گسترده‌تری را به اعماق منظومه شمسی آغاز کنند. کنترل دسترسی به منابع کره ماه برای این ماموریت حیاتی است و هر دو ابرقدرت بر این باورند که رآکتور هسته‌ای نقطه کانونی این جاه‌طلبی به شمار می‌رود.
برنامه این کشورها آن است که رآکتورهای خود را تنها پس از رسیدن به سطح ماه فعال کنند. با این وجود، برخی از دانشمندان هشدار می‌دهند که دولت‌ها در این دوره از اکتشافات فضایی با سرعت بیش از حد پیش می‌روند، دورانی که حوادث ناگواری را نیز به چشم دیده است.
در شش سال گذشته، چندین موشک چینی، آمریکایی و روسی دچار نقص فنی و انفجار شده‌اند و یک فرودگر روسی نیز روی سطح ماه سقوط کرده است. زباله‌های فضایی نیز به طور مرتب به زمین سقوط می‌کنند.
شکست در این پروژه‌ها می‌تواند واکنش‌های زنجیره‌ای با پیامدهای فاجعه‌بار به دنبال داشته باشد. سقوط قطعات رآکتور می‌تواند به پخش مواد رادیواکتیو منجر شود که نمونه آن در اواخر دهه ۱۹۷۰ در کانادا رخ داد. همچنین انفجار یا ذوب شدن رآکتور روی سطح ماه خطر تبدیل مناطق وسیعی به محدوده‌های غیرقایل استفاده را به همراه دارد. ادوین لایمن، مدیر ایمنی انرژی هسته‌ای در اتحادیه دانشمندان نگران، معتقد است که رقابت فضایی همیشه وجود خواهد داشت و اگر انرژی هسته‌ای نیز به این ترکیب اضافه شود، وضعیت می‌تواند سمت و سوی بالقوه خطرناک‌تری به خود بگیرد.
تجربه روسیه، عقب‌ماندگی ناسا
بررسی مشخصات فنی، اسناد تدارکاتی و تحقیقات دانشگاهی در کنار مصاحبه با کارشناسان صنعت، مقامات دولتی و منتقدان، تصویر روشنی از چگونگی پیگیری این بلندپروازی هسته‌ای توسط چین، روسیه و ایالات متحده ارائه می‌دهد.
این اسناد همچنین جنبه کلیدی همکاری فضایی پکن و مسکو را که از سوی شی جین‌پینگ و ولادیمیر پوتین حمایت می‌شود، روشن می‌سازد. به نظر می‌رسد تامین انرژی هسته‌ای تنها وظیفه اصلی در پروژه ماه است که چین به شریک خود واگذار کرده است.
هیچ کشوری در این زمینه تجربه‌ای بیشتر از روسیه ندارد. این کشور، عمدتا در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، بیش از ۳۰ رآکتور را سوار بر ماهواره‌های دوران جنگ سرد به مدار زمین فرستاده و پیشگام انرژی هسته‌ای غیرنظامی است. همچنین کنترل بیشترین ذخایر امن‌ترین سوخت هسته‌ای برای ماموریت‌های فضایی در دست روسیه است؛ سوختی که همان اورانیوم با غنای پایین است و در ایالات متحده به شدت کمیاب است.
میخائیل کوالچوک، رئیس موسسه کورچاتوف، به خبرگزاری تاس گفته است که روسیه عملا هیچ رقیبی در زمینه انرژی هسته‌ای فضایی ندارد. این موسسه تحقیقاتی در حال کمک به طراحی یک رآکتور برای کره ماه است. در مقابل، ناسا در تلاش برای جبران عقب‌ماندگی خود است.
این آژانس در سال ۱۹۶۵ یک رآکتور به فضا پرتاب کرد، اما پس از نقص فنی یک فضاپیمای نامربوط، آن را خاموش کرد. از آن زمان تاکنون، ایالات متحده بیش از ۲۰ میلیارد دلار برای برنامه‌های هسته‌ای فضایی هزینه کرده، اما هرگز رآکتور دیگری را مستقر نکرده است. رقابت برای ساخت رآکتور ماه همان‌قدر که به اکتشافات فضایی مربوط می‌شود، نمایشی از قدرت نیز هست. دونالد ترامپ، رئیس‌جمهور آمریکا، برتری در فضا را بخشی از دستور کار «اول آمریکا» اعلام کرده است و رهبران چین و روسیه نیز اظهارات مشابهی داشته‌اند.
نیاز حیاتی به منابع انرژی پایدار
احداث هرگونه پایگاه دائمی در ماه نیازمند یک منبع انرژی قابل اعتماد است. رآکتورهای هسته‌ای برای کار کردن نیازی به نور خورشید ندارند و می‌توانند در ابعاد کوچک ساخته شوند. بر اساس گزارش‌های ناسا و موسسه کورچاتوف، این دستگاه‌ها با طراحی مناسب به حداقل مداخله انسانی نیاز خواهند داشت.
در سال‌های نخست، واشنگتن و پکن تنها به اندازه‌ای انرژی نیاز دارند که تجهیزات را گرم نگه دارند و ماه‌نوردها را شارژ کنند. برای این منظور، آنها قصد دارند از انرژی خورشیدی و سیستم‌های رادیوایزوتوپ استفاده کنند. این سیستم‌ها گرمای حاصل از واپاشی طبیعی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو را به نیروی برق تبدیل می‌کنند.
هر سه کشور پیش از این از سیستم‌های مشابهی در فضا استفاده کرده‌اند، اما یک پایگاه گسترده‌تر در ماه به انرژی بسیار بیشتری نیاز دارد. پنل‌های خورشیدی در شب‌های سرد ماه که معادل دو هفته زمین طول می‌کشد، کارایی ندارند. سیستم تامین انرژی در نزدیکی قطب جنوب ماه باید بتواند نوسانات دمایی شدید بین ۱۳۰ درجه تا منفی ۳۳۴درجه فارنهایت را تحمل کند.
مسکو نهادهای دولتی خود را موظف کرده است تا سال ۲۰۳۶ رآکتوری به نام «سلنا» را برای تامین انرژی ایستگاه‌های تحت رهبری چین در ماه تحویل دهند. سلنا می‌تواند تا ۱۰ کیلووات برق تولید کند و قادر است به مدت یک دهه به صورت کاملا خودکار فعالیت کند.
این رآکتور ویژگی‌های مشترکی با یک مدل قدیمی‌تر دارد که برای کار در قطب شمال طراحی شده بود. در سوی دیگر، ناسا از ترس اینکه رآکتور مشترک روسیه و چین بتواند یک منطقه انحصاری و ممنوعه در ماه ایجاد کند، برنامه‌ریزی خود را تسریع کرده است. انتظار می‌رود «رآکتور لونار ۱» متعلق به ناسا حدود ۲۰ کیلووات برق تولید کند که تقریبا معادل مصرف ۱۶ خانه در آمریکاست. این رآکتور باید بتواند پنج سال بدون دخالت انسان کار کند.
ناسا به عنوان گام نخست برنامه‌ریزی کرده است تا دسامبر ۲۰۲۸ از انرژی هسته‌ای برای پیشرانش فضاپیمایی به سوی مریخ استفاده کند که تاکنون سابقه نداشته است. به موازات این برنامه، کاخ سفید اعلام کرده که پنتاگون نیز قصد دارد رآکتورهای فضایی اختصاصی خود را برای استقرار در مدار و در کره ماه توسعه دهد. البته تاریخ‌های تعیین‌شده بارها به تعویق افتاده‌اند و کارشناسان کمی انتظار دارند که این کشورها بتوانند به ضرب‌الاجل‌های خود پایبند بمانند.
در حال حاضر هیچ‌کس فرودگر آزمون‌پس‌داده‌ای در اختیار ندارد که بتواند محموله‌های سنگین و بالقوه رادیواکتیو را در زمین‌های ناهموار ماه فرود آورد و تا به امروز نیز هیچ رآکتوری در شرایط جاذبه کم نصب نشده است. پایگاه‌های ماه هنوز ساخته نشده‌اند و میزان دقیق برق مورد نیاز آنها صرفا در حد گمانه‌زنی است، به همین دلیل کارشناسان می‌گویند تمام یا بخشی از طراحی این رآکتورها ممکن است تغییر کند.
خطرات پنهان و سناریوهای فاجعه‌بار
ژولین دو ترولیود دو لانورسن، دانشمند هسته‌ای و استاد دانشگاه علم و صنعت هنگ‌کنگ، تاکید می‌کند که در حال حاضر هیچ چیز قطعی نیست. در کنار این عدم قطعیت‌ها، خطرات فراوانی نیز وجود دارد. مقامات آمریکایی و روسی اعلام کرده‌اند که رآکتورهای آنها تا زمان رسیدن به سطح ماه کاملا خاموش خواهند ماند تا خطرات احتمالی کاهش یابد. مهندسان هسته‌ای می‌گویند سوخت اورانیوم سرد حتی در صورت سقوط به زمین، تهدید رادیواکتیو ناچیزی به همراه دارد، با این حال احتمال بروز حادثه به ویژه در هنگام پرتاب موشک همواره وجود دارد.
لئوپولد سامرر، رئیس کارگروه انرژی هسته‌ای در فضای ماورای جو در سازمان ملل متحد، معتقد است که مرحله پرتاب موشک بسیار پرخطر است. او با اشاره به سوابق متعدد شکست در پرتاب‌ها، یادآور می‌شود که داده‌های زیادی درباره خطرات این مرحله در دسترس است. به عنوان مثال، اگر یک رآکتور در اقیانوس سقوط کند، آب سرعت نوترون‌ها را کاهش داده و احتمال شکافت اتم‌ها را بالا می‌برد. این مسئله می‌تواند رآکتور را به حالت بحرانی برساند و واکنش زنجیره‌ای و انتشار تشعشعات خطرناکی را رقم بزند.
از آنجا که بیشتر سکوهای پرتاب موشک در نزدیکی دریاها قرار دارند، این خطر کاملا جدی است. کارشناسان هسته‌ای می‌گویند چنین حادثه‌ای احتمالا در سال ۲۰۱۹در روسیه رخ داده است. در آن زمان یک موشک کروز با پیشران هسته‌ای دچار نقص شد و در دریای سفید سقوط کرد.
وزارت امور خارجه آمریکا اعلام کرد که هنگام تلاش محققان برای بیرون کشیدن موشک، یک واکنش هسته‌ای رخ داده و حداقل پنج کارگر جان باخته‌اند، هرچند روسیه این ادعاها را تکذیب کرد و گفت موشک مورد نظر فاقد پیشران هسته‌ای بوده است.
ناسا در مشخصات فنی خود خواستار طراحی‌هایی شده است که از بروز چنین فجایعی جلوگیری کند. روس‌اتم، شرکت دولتی انرژی هسته‌ای روسیه، با بیان اینکه برنامه فضایی این شرکت محرمانه است از اظهارنظر در این باره خودداری کرد. موسسه کورچاتوف و روس‌کاسموس که مسئولیت برنامه‌های علمی و فضایی روسیه را بر عهده دارند نیز به سوالات در این زمینه پاسخی ندادند و نهادهای مربوطه در چین نیز رویه مشابهی را در پیش گرفتند.
خطر دیگر مربوط به نقص فنی است که می‌تواند رآکتور را پس از شروع به کار به زمین بازگرداند. در سال ۱۹۷۸، ورود کنترل‌نشده یک ماهواره هسته‌ای روسیه به نام کاسموس ۹۵۴ به جو زمین، باعث پخش شدن مواد رادیواکتیو در مساحتی نزدیک به ۴۸ هزار مایل مربع از شمال کانادا شد.
پس از حدود یک سال عملیات پاک‌سازی، تنها یک دهم درصد از منبع انرژی این ماهواره کشف و جمع‌آوری شد. در ایالات متحده، هر رآکتور فضایی باید توسط کارشناسان هفت سازمان مختلف بررسی شود اما غیرممکن است که بتوان وقوع حوادث را کاملا منتفی دانست. آر. اسکات کمپ، دانشیار علوم و مهندسی هسته‌ای در موسسه فناوری ماساچوست، می‌گوید تعریف حادثه این است که همه‌چیز طبق برنامه پیش نرود و احتمال وقوع چنین حوادثی در کره ماه بیشتر است.
روی زمین، رآکتورها درون سازه‌های محافظ و مهارکننده قرار می‌گیرند. ساخت چنین سازه‌هایی در ماه به شدت گران و از نظر فنی دشوار است. ناسا اعلام کرده که رآکتورهایش دارای حفاظ خواهند بود، اما نحوه اجرای آن مشخص نیست. به گفته کارشناسان، احتمالا مناطق اطراف رآکتورهای ماه به عنوان مناطق ممنوعه تعیین می‌شوند تا خطر تشعشعات برای فضانوردان و تجهیزات کاهش یابد.
با توجه به نبود مهارکننده‌های قدرتمند، حتی حوادث کوچک نیز می‌توانند پیامدهای رادیواکتیو بسیار وسیع‌تری به همراه داشته باشند. اگرچه در ماه بادی نمی‌وزد اما به دلیل جاذبه کمتر، قطعات ناشی از انفجار می‌توانند مسافت‌های طولانی‌تری را طی کنند. فرآیند از رده خارج کردن رآکتورها در زمین فرآیندی پیچیده و زمان‌بر است، اما ناسا و آژانس‌های روسی قصد دارند پس از پایان عمر مفید رآکتورها در ماه، مواد رادیواکتیو را به سادگی همان‌جا رها کنند. دکتر دو ترولیود در این باره می‌گوید که کشورها در گرماگرم این رقابت نمی‌خواهند خود را درگیر مشکلات دشواری کنند که هیچ‌کس راه‌حلی برای آنها ندارد.
معمای تامین سوخت ایمن
چالش بزرگ دیگر در این مسیر، تامین سوخت است. اسناد ناسا نشان می‌دهد که این آژانس قصد دارد از سوخت هسته‌ای با غنای پایین استفاده کند که ایمن‌ترین گزینه برای رآکتورهای پیشرفته به شمار می‌رود. اما برخی کارشناسان بر این باورند که مسائل ژئوپلیتیک و ضرب‌الاجل‌های فشرده ممکن است شرایط را پیچیده کند. ناسا در آخرین آزمایش رآکتور فضایی خود در سال ۲۰۱۸ از اورانیوم با غنای بالا استفاده کرد که سبک‌تر و ارزان‌تر از سایر سوخت‌هاست، اما دولت اول ترامپ به دلیل نگرانی از احتمال استفاده از این سوخت در ساخت سلاح‌های هسته‌ای با به کارگیری آن مخالفت کرد.
اکنون ناسا به دنبال استفاده از اورانیوم کم‌غنای با عیار بالا است که تامین آن در آمریکا با کمبود مواجه است. اگرچه روسیه بزرگترین تولیدکننده این سوخت به شمار می‌رود، ایالات متحده از سال ۲۰۲۴واردات اورانیوم از این کشور را به دلیل جنگ اوکراین ممنوع کرده است. اسناد ناسا نشان می‌دهد که این سازمان برای تامین سوخت رآکتورهای فضایی خود به وزارت انرژی چشم دوخته است اما خود دولت نیز در تولید مقدار کافی از این سوخت با چالش مواجه است.
در طرف مقابل، ائتلاف روسیه و چین نوع سوخت مصرفی خود را فاش نکرده‌اند. رآکتورهای فضایی قدیمی روسیه از سوخت با غنای بالا استفاده می‌کردند. بیل فاستر، نماینده دموکرات مجلس نمایندگان آمریکا و فیزیکدانی که در منصرف کردن دولت از استفاده از اورانیوم با غنای بالا در رآکتورهای فضایی موفق بود، هشدار می‌دهد که تبدیل این مواد به یک سلاح مخرب تنها به یک کارگاه ساده و مقدار کمی مواد منفجره قوی نیاز دارد. با این وجود دست‌کم یکی از متقاضیان احتمالی قرارداد رآکتور ناسا در حال توسعه رآکتوری با اورانیوم غنی‌شده بالاست و بنیانگذار این شرکت به دلیل ماهیت رقابتی پروژه‌های پیش رو از اظهارنظر در این باره خودداری کرده است.
برنامه فضایی آمریکا می‌تواند فرصتی طلایی برای شرکت‌های سازنده ریزرآکتورها باشد که قادرند تا ۱۰ مگاوات برق تولید کنند. این رآکتورهای گران‌قیمت برای تامین انرژی دیتاسنترها بیش از حد کوچک هستند، اما جایگاه ویژه‌ای در کاربردهای فضایی و نظامی پیدا کرده‌اند. ماه گذشته میلادی، پنتاگون شرکتی به نام آنتارس را برای توسعه و نمایش یک ریزرآکتور فضایی انتخاب کرد. این شرکت که قصد دارد برای قراردادهای ناسا و پنتاگون در زمینه رآکتورهای ماه رقابت کند، یکی از پنج شرکتی بود که در تابستان سال جاری رآکتورهای خود را با موفقیت آزمایش کردند.
با وجود آنکه ریزرآکتورها ممکن است در نهایت به ماه راه پیدا کنند، هیچ‌یک از آنها هنوز به بلوغ عملیاتی و تثبیت‌شده نرسیده‌اند. پرسش‌های بنیادینی درباره ایمنی آنها، از جمله نحوه دفع حرارت، چگونگی ایجاد حفاظ و حفظ یکپارچگی ساختاری در فضا همچنان بی‌پاسخ مانده است؛ به‌ویژه آنکه این رآکتورها باید کاملاً فشرده و سبک باشند. کیتی هاف، رئیس بخش مهندسی هسته‌ای و فیزیک مهندسی در دانشگاه ویسکانسین مدیسون، استقرار رآکتور در ماه را کاملاً عملی می‌داند، اما معتقد است که هرچه نیاز به انرژی بیشتر باشد، ساخت رآکتورها چالش‌برانگیزتر خواهد شد.
او با وجود تمام تلاش‌ها برای کسب جایگاه نخست در این رقابت، تاکید می‌کند که دولت‌ها در سایه همکاری با یکدیگر، دستاوردهای به‌مراتب بیشتری نسبت به رقابت با هم داشته‌اند. او در نهایت ابراز امیدواری می‌کند که شاهد همکاری‌های بین‌المللی بیشتری در حوزه فضا باشد، چرا که در این عرصه، علمِ مبتنی بر کارِ تیمی همواره از سیاست‌های پرتنش بین‌المللی فراتر رفته است.
نظر شما