Lắp “lò sưởi” ở vùng tối Mặt Trăng?

Rolls-Royce bứt phá, vượt qua các ranh giới công nghệ

Công ty quốc phòng và hàng không vũ trụ đa quốc gia của Anh Rolls-Royce, nổi tiếng với những chiếc ô tô và động cơ máy bay sang trọng, đang mạo hiểm tiến vào vũ trụ với một sáng kiến mang tính đột phá: Một lò phản ứng hạt nhân mini được thiết kế để cung cấp năng lượng cho một khu định cư trên vùng cực Nam Mặt trăng, Wonderful Engineering thông tin ngày 8/12.

Việc Rolls-Royce trình làng nguyên mẫu lò phản ứng hạt nhân mini tại Hội nghị Vũ trụ Vương quốc Anh ở Belfast (Vương quốc Anh) cuối tháng 11/2023, thể hiện cam kết của Rolls-Royce trong việc vượt qua các ranh giới công nghệ.

Cực Nam của Mặt trăng, bị bao phủ trong bóng tối vĩnh viễn trong hàng tỷ năm, đặt ra những thách thức đáng kể cho hoạt động khám phá của con người. Bất chấp những trở ngại này, NASA đã xác định khu vực này là địa điểm lý tưởng cho tiền đồn đầu tiên trên Mặt trăng do nơi đây có tiềm năng trữ nước.

Việc thiết lập nguồn cung cấp năng lượng trong môi trường khắc nghiệt này là rất quan trọng đối với sự sống còn của các phi hành gia và sự thành công của các hoạt động trên Mặt trăng.

Rolls-Royce, nhận thức được sự cần thiết của nguồn cung cấp năng lượng đáng tin cậy, đã khởi xướng một kế hoạch nghiên cứu tiềm năng mang lại sự định cư lâu dài cho con người trên Mặt trăng. Nỗ lực này được Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh coi là có ý nghĩa, và đã nhanh chóng tài trợ 2,9 triệu bảng Anh (3,6 triệu USD) để hỗ trợ quá trình nghiên cứu của Rolls-Royce về khả năng sử dụng năng lượng hạt nhân cho các khu định cư trên Mặt Trăng.

Nguyên mẫu lò phản ứng hạt nhân của Rolls-Royce có đặc điểm nhỏ gọn và nhẹ. Lò phản ứng có chiều dài 3 mét và chiều rộng 1 mét rất phù hợp cho tiền đồn Mặt trăng trong khu vực hố va chạm tối tăm ở cực Nam.

Không giống như các tấm pin Mặt trời phụ thuộc vào ánh sáng Mặt trời, lò phản ứng phân hạch hạt nhân cung cấp nguồn năng lượng liên tục, rất quan trọng để duy trì hoạt động, cung cấp năng lượng cho hệ thống thông gió và sưởi ấm cũng như sạc lại các thiết bị thiết yếu. Công nghệ này không chỉ hứa hẹn cho việc khám phá Mặt trăng mà còn mang đến cơ hội về năng lượng và động cơ cho tàu vũ trụ.

Rolls-Royce cho biết, lò phản ứng mini này sẽ sẵn sàng triển khai trên Mặt trăng vào đầu những năm 2030, mang đến một giải pháp mang tính thay đổi cho nhu cầu năng lượng của các phi hành gia trong tương lai.

Hơn nữa, công nghệ lò phản ứng vi mô có thể được ứng dụng trên Trái đất, góp phần đạt được mục tiêu không khí thải và giảm phát thải khí nhà kính.

NASA cũng không đứng ngoài

Lò phản ứng quy mô này nhỏ hơn nhiều so với các lò phản ứng hạt nhân tạo ra điện cho lưới điện. Nghĩa là nó tạo ra dưới 50 megawatt điện năng (so với khoảng 1 gigawatt trên mỗi nhà máy điện hạt nhân quy mô đầy đủ), Business Insider cho biết.

Mặc dù thiết kế khác nhau nhưng các lò phản ứng vi mô tuân theo các nguyên tắc giống như các lò phản ứng quy mô đầy đủ: Quá trình phân hủy nhiên liệu hạt nhân giải phóng bức xạ tạo ra nhiệt cung cấp năng lượng cho tua-bin hoặc pít-tông hoặc các hệ thống sinh nhiệt khác để sản xuất điện.

Khi Rolls-Royce đi tiên phong trong việc khám phá không gian bằng đổi mới hạt nhân, biên giới tiếp theo của nhân loại có thể được hỗ trợ bởi sự khéo léo của công nghệ trên mặt đất, Wonderful Engineering bình luận.

“Mô hình lò phản ứng vi mô không gian của chúng tôi cho phép chúng tôi chứng minh công nghệ này sẽ mang lại lợi ích to lớn cho cả không gian và Trái đất như thế nào” – Abi Clayton, Giám đốc các chương trình tương lai của Rolls-Royce, cho biết trong một tuyên bố.

Hiện, có nhiều cơ quan vũ trụ trên thế giới đặt mục tiêu ở lại Mặt trăng trong vòng thập kỷ tới – trong đó NASA của Mỹ có kế hoạch đưa người lên Mặt trăng sớm nhất là vào năm 2024.

Kế hoạch dài hạn hơn là thiết lập các tiền đồn/cơ sở trên Mặt trăng, cho phép các phi hành gia sống trên Mặt trăng lâu hơn.

Rolls Royce không phải là công ty duy nhất muốn phát triển lò phản ứng thu nhỏ cho cơ quan vũ trụ nhà nước.

Vào năm 2022, NASA đã trao hợp đồng cho Lockheed Martin, Westinghouse và IX (một liên doanh giữa Intuitive Machines và X-Energy) để phát triển các thiết kế sơ bộ cho hệ thống năng lượng phân hạch hạt nhân loại 40 kilowatt có thể tồn tại ít nhất 10 năm trong môi trường Mặt trăng. Mỗi hợp đồng trị giá khoảng 5 triệu USD.

NASA trước đây cũng đã phát triển lò phản ứng hạt nhân mini của riêng mình có tên là Lò phản ứng Kilopower Sử dụng Công nghệ Stirling (hay KRUSTy).

Được thử nghiệm vào năm 2018, KRUSTy có thể chạy trong vài giờ, tạo ra công suất lên tới 4 kW ở nhiệt độ 800 độ C – chứng tỏ một hệ thống năng lượng phân hạch hạt nhân quy mô nhỏ có thể sản xuất đủ năng lượng để duy trì một tiền đồn nhỏ trên Mặt trăng.

Điều này có thể thấy, công nghệ hạt nhân đang trở nên đầy hứa hẹn trong hành trình con người chinh phục Mặt trăng trong tương lai.

Nguồn: Wonderful Engineering, Business Insider