Trasformare la Luna in pianeta ad alta densità nucleare. Incubo da fantascienza ? Tutt’altro. Il New York Times rivela come, nonostante gli scienziati affermino che il pericolo sia molto elevato per l’intero sistema solare, le superpotenze abbiano già programmato l’istallazione di mega reattori atomici sul satellite della Terra. Gli Stati Uniti intenderebbero istallarne uno entro il 2030. Russi e cinesi stanno lavorando a un progetto che dovrebbe essere realizzato entro il 2036.Tintarella di Luna addio ?
A fine agosto, la NASA ha chiesto alle aziende appaltatrici di prepararsi a costruire un reattore nucleare in grado di resistere a un viaggio spaziale e di funzionare senza manutenzione in prossimità del polo sud della Luna. Può sembrare fantascienza, ma l’agenzia vuole che sia pronto per il lancio entro dicembre 2030.
C’è una ragione per questa fretta. La Russia punta ad avere un reattore lunare operativo entro il 2036, nell’ambito di una collaborazione segreta con la Cina. La NASA ha già accelerato i tempi per battere la concorrenza.
La corsa é per il futuro stesso dell’esplorazione spaziale. Stati Uniti e Cina vogliono essere i primi a stabilire una base lunare, a cercare risorse come l’acqua ghiacciata e a lanciare missioni nelle profondità del sistema solare. Il controllo dell’accesso alle risorse lunari è vitale per questa missione. Entrambe le superpotenze ritengono che un reattore nucleare sia il fulcro di questa ambizione.
I paesi prevedono di attivare i loro reattori solo dopo aver raggiunto la Luna. Tuttavia, alcuni scienziati di spicco avvertono che i governi si stanno muovendo troppo in fretta in un’era di esplorazione spaziale che ha visto alcuni disastri notevoli. Negli ultimi sei anni, diversi razzi cinesi, americani e russi hanno avuto guasti ed esplosioni, e un modulo di atterraggio russo si è schiantato sulla Luna. I detriti spaziali precipitano regolarmente sulla Terra.
I guasti potrebbero innescare una reazione a catena con conseguenze disastrose. La caduta di detriti di reattori potrebbe disperdere materiale radioattivo, come accadde in Canada alla fine degli anni ’70. Un’esplosione o una fusione del nocciolo sulla superficie lunare rischierebbe di trasformare intere regioni in zone inaccessibili.
“La corsa allo spazio sarà sempre in corso, e se in questo contesto si introduce l’energia nucleare, la situazione potrebbe prendere una piega potenzialmente più pericolosa”, ha affermato Edwin Lyman, direttore della sicurezza nucleare presso l’Unione degli Scienziati Preoccupati.
Un’analisi delle specifiche tecniche, dei documenti di appalto e della ricerca accademica, unitamente a interviste con esperti del settore, funzionari governativi e critici, offre il quadro più chiaro finora disponibile di come Cina, Russia e Stati Uniti stiano perseguendo questa ambizione nucleare.
I documenti contribuiscono inoltre a spiegare un aspetto fondamentale della partnership spaziale sino-russa, un’alleanza promossa dai presidenti Xi Jinping e Vladimir Putin.
L’energia nucleare sembra essere l’unico compito fondamentale che la Cina ha delegato al suo partner nel progetto lunare. Nessun Paese ha più esperienza della Russia in questo campo. Ha lanciato in orbita oltre 30 reattori, principalmente negli anni ’70 e ’80, a bordo di satelliti dell’era della Guerra Fredda, ed è leader nel settore dell’energia nucleare civile. La Russia controlla la maggiore quantità di quello che è considerato il combustibile nucleare più sicuro per le missioni spaziali. Tale combustibile, uranio non altamente arricchito, scarseggia negli Stati Uniti.
“La Russia non ha praticamente concorrenti nel campo dell’energia nucleare spaziale”, ha dichiarato Mikhail Kovalchuk, presidente dell’Istituto Kurchatov, all’agenzia di stampa russa TASS . L’istituto di ricerca Kurchatov sta contribuendo alla progettazione di un reattore lunare.
La NASA è in ritardo rispetto agli altri Paesi. L’agenzia lanciò un reattore nel 1965, ma lo spense in seguito a un guasto a un veicolo spaziale non correlato. Da allora, gli Stati Uniti hanno speso più di 20 miliardi di dollari in programmi nucleari spaziali, ma non hanno mai più messo in funzione un altro reattore.La corsa al reattore lunare é tanto uno spettacolo di potenza quanto una questione di esplorazione. Il Presidente Trump ha dichiarato che la superiorità nello spazio è parte integrante della sua agenda “America First”. Anche Xi Jinping e Putin hanno fatto dichiarazioni simili.
Diversi Paesi affermano che l’energia nucleare lunare è indispensabile.
Qualsiasi base permanente sulla Luna necessita di un’alimentazione elettrica affidabile. I reattori nucleari non hanno bisogno della luce solare per funzionare e possono essere compatti. Con una progettazione adeguata, richiedono un intervento umano minimo, secondo la NASA e l’Istituto Kurchatov.
Per i primi anni, Stati Uniti e Cina avranno bisogno solo di energia sufficiente a mantenere calde le apparecchiature e a ricaricare i rover, i veicoli che esplorano la superficie. A tal fine, prevedono di utilizzare l’energia solare e sistemi di alimentazione a radioisotopi.
Questi sistemi convertono il calore derivante dal decadimento radioattivo naturale degli isotopi in elettricità. Stati Uniti, Russia e Cina hanno già utilizzato questi sistemi nello spazio.
Ma una base lunare più estesa avrebbe bisogno di molta più energia di quanta quei sistemi possano generare. I pannelli solari non funzionerebbero durante le fredde notti lunari, che si estendono per oltre due settimane terrestri. Qualsiasi sistema di alimentazione vicino al polo sud della Luna dovrebbe resistere a sbalzi di temperatura compresi tra 130 e -334 gradi Fahrenheit.
Mosca ha incaricato le sue agenzie statali di realizzare entro il 2036 un reattore lunare, chiamato Selena, per alimentare le stazioni lunari guidate dalla Cina. Selena genererebbe fino a 10 kilowatt di elettricità e sarebbe in grado di funzionare autonomamente per un decennio. Condividerebbe alcune caratteristiche con un precedente reattore progettato per operare nell’Artico.
La NASA ha accelerato i tempi previsti, temendo che un reattore russo-cinese possa di fatto creare una zona di esclusione sulla Luna. Il Lunar Reactor 1 della NASA dovrebbe produrre 20 kilowatt di elettricità (circa il consumo energetico di 16 abitazioni americane) e funzionare per cinque anni senza interventi.
Come primo passo, la NASA prevede di utilizzare l’energia nucleare per spingere una sonda spaziale verso Marte nel dicembre 2028. Un’impresa mai realizzata prima.
Parallelamente, secondo la Casa Bianca, il Pentagono intende sviluppare propri reattori spaziali da impiegare in orbita e sulla Luna.
Le date previste sono state ripetutamente posticipate e pochi esperti si aspettano che i paesi rispettino le scadenze. Nessuno possiede un modulo di atterraggio collaudato in grado di depositare materiale pesante e potenzialmente radioattivo sul terreno lunare accidentato. Nessuno ha mai installato un reattore in condizioni di bassa gravità.
Le basi lunari non sono ancora state costruite e il fabbisogno energetico è oggetto di speculazione. Per questo motivo, gli esperti affermano che i progetti dei reattori, in tutto o in parte, potrebbero subire modifiche.
“Al momento non c’è nulla di certo”, ha affermato Julien de Troullioud de Lanversin, scienziato nucleare e professore presso l’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong.
Gli Stati Uniti e la Russia affermano che i loro reattori rimarrebbero inattivi – ovvero non irradiati – fino al loro arrivo sulla Luna. Questo ridurrebbe il rischio. Gli ingegneri nucleari sostengono che il combustibile all’uranio “freddo” presenta una minaccia radioattiva minima anche in caso di caduta sulla Terra.
Tuttavia, le cose possono sempre andare storte, soprattutto durante l’esplosione controllata del lancio di un razzo.
“Questo è il momento in cui il rischio è elevato”, ha affermato Leopold Summerer, a capo di un gruppo di lavoro delle Nazioni Unite sull’energia nucleare nello spazio. “Abbiamo avuto molti lanci falliti, quindi disponiamo di molti dati su cosa può andare storto.”
Prendiamo ad esempio un reattore nucleare che precipita in mare. L’acqua rallenta i neutroni, aumentando la probabilità che questi scindano gli atomi. Ciò potrebbe causare gravi danni, portando il reattore alla criticità e innescando una reazione a catena di scissione atomica con conseguente rilascio di radiazioni. Il rischio è reale perché la maggior parte delle piattaforme di lancio si trova in prossimità di specchi d’acqua.
Secondo gli esperti nucleari, un episodio simile si è probabilmente verificato in Russia nel 2019, quando un missile da crociera alimentato da un reattore nucleare ha avuto un guasto ed è precipitato nel Mar Bianco. Durante le operazioni di recupero, si è verificata una reazione nucleare, stando a quanto riportato dal Dipartimento di Stato americano. Almeno cinque operai hanno perso la vita. (La Russia ha negato queste affermazioni, sostenendo che il missile non fosse alimentato da un reattore nucleare).
Le specifiche della NASA richiedono un progetto in grado di prevenire questo esito. Rosatom, la compagnia statale russa per l’energia nucleare, ha rifiutato di commentare, affermando che il suo programma spaziale è classificato. L’Istituto Kurchatov, responsabile della ricerca scientifica, e Roscosmos, responsabile del programma spaziale russo, non hanno risposto alle domande. Anche il Ministero degli Affari Esteri cinese e l’Agenzia Spaziale Cinese per i Popoli Armati non hanno risposto alle domande.
L’altro rischio è un malfunzionamento che potrebbe riportare il reattore sulla Terra dopo il funzionamento. Nel 1978, il rientro incontrollato del satellite russo a propulsione nucleare Kosmos 954 disperse materiale radioattivo su quasi 48.000 miglia quadrate del Canada settentrionale. Dopo circa un anno di operazioni di bonifica, fu recuperato solo lo 0,1% della fonte di energia del satellite.
Negli Stati Uniti, qualsiasi reattore spaziale dovrebbe essere esaminato da esperti di sette agenzie diverse. Ma è impossibile escludere incidenti.
“La definizione di incidente è che le cose non vanno secondo i piani”, ha affermato R. Scott Kemp, professore associato di scienze e ingegneria nucleare presso il Massachusetts Institute of Technology.
Il dottor Kemp ha affermato che gli incidenti sono più probabili sulla Luna.
Sulla Terra, i reattori sono racchiusi all’interno di strutture di contenimento, la cui costruzione sulla Luna risulterebbe estremamente costosa e tecnicamente complessa. La NASA ha affermato che il suo reattore sarebbe schermato, sebbene non sia ancora chiaro in che modo. Secondo gli esperti, i reattori lunari sarebbero probabilmente circondati da zone interdette per ridurre il rischio di radiazioni per gli astronauti e le apparecchiature.
Con un sistema di contenimento inadeguato, anche incidenti di minore entità produrrebbero una quantitàdi ricadute radioattive molto maggiore, ha affermato il dottor Kemp. Sulla Luna non c’è vento, ma, data la minore gravità, i detriti possono viaggiare per lunghe distanze dopo un’esplosione.
Sulla Terra, quando un reattore giunge al termine della sua vita utile, lo smantellamento è un processo complesso e meticoloso che richiede anni. Sulla Luna, sia la NASA che le agenzie russe affermano che lascerebbero semplicemente il materiale radioattivo sul posto.
“Durante una gara, non vogliono essere disturbati da un problema difficile per il quale nessuno ha una soluzione”, ha affermato il dottor de Troullioud, scienziato nucleare di Hong Kong.
In tutti i suoi documenti tecnici e di approvvigionamento, la NASA afferma che utilizzerà un combustibile nucleare non altamente arricchito, considerato il più sicuro per i reattori avanzati.
Ma alcuni esperti affermano che le dinamiche geopolitiche e i tempi ristretti potrebbero complicare la situazione.
L’ultimo reattore spaziale testato dalla NASA, nel 2018, utilizzava uranio altamente arricchito, che è più leggero e più economico da lanciare rispetto ad altri combustibili. Tuttavia, la prima amministrazione Trump sconsigliò l’uso di questo combustibile perché avrebbe potuto essere trasformato in un’arma nucleare.
Ora la NASA vuole utilizzare un combustibile noto come uranio a basso arricchimento ad alto tenore di carbonio, o HALEU, che scarseggia negli Stati Uniti. La Russia è il maggiore produttore, ma gli Stati Uniti hanno vietato le importazioni di uranio russo dal 2024 a causa della guerra in Ucraina.
I documenti della NASA mostrano che l’agenzia spaziale si aspetta che il Dipartimento dell’Energia assegni combustibile a basso arricchimento per i reattori spaziali. Tuttavia, il governo stesso ha difficoltà a produrre una quantità sufficiente di combustibile.
L’alleanza russo-cinese non ha rivelato quale tipo di combustibile verrà utilizzato. I reattori spaziali russi più vecchi utilizzavano combustibile altamente arricchito.
“Basta un’officina meccanica e un po’ di esplosivo ad alto potenziale per trasformare questo in un’arma molto credibile”, ha affermato il deputato Bill Foster, democratico dell’Illinois e fisico, che si è battuto con successo contro l’uso di uranio altamente arricchito nei reattori spaziali.
Almeno una delle potenziali aziende candidate per l’appalto della NASA relativo al reattore lunare, la Space Nuclear Power Corporation, sta sviluppando un reattore che utilizza uranio altamente arricchito. Il fondatore dell’azienda ha rifiutato di commentare, “vista la natura competitiva” dei progetti in arrivo.
Il programma spaziale statunitense potrebbe rivelarsi una manna dal cielo per le aziende che producono microrreattori, capaci di generare fino a 10 megawatt di elettricità. Questi reattori, pur essendo costosi, sono troppo piccoli per soddisfare il fabbisogno energetico dei data center, ma hanno trovato una nicchia di mercato nelle applicazioni spaziali e militari.
Il mese scorso il Pentagono ha selezionato un’azienda, Antares, per sviluppare e dimostrare un microrreattore per applicazioni spaziali. Antares era tra le cinque aziende che quest’estate hanno testato con successo dei reattori nell’ambito di un programma gestito dal Dipartimento dell’Energia. L’azienda ha dichiarato che presenterà offerte per i contratti della NASA e del Pentagono relativi ai reattori lunari.
I microrreattori potrebbero un giorno arrivare sulla Luna, ma nessuno è ancora collaudato e pronto all’uso. Questioni fondamentali di sicurezza – come dissipare il calore, come schermare il reattore, come mantenerne l’integrità strutturale – non sono state ancora completamente risolte per i reattori spaziali, che devono essere compatti e leggeri.
“È assolutamente fattibilenstallare un reattore sulla Luna”, ha affermato Katy Huff, a capo del dipartimento di ingegneria nucleare e fisica ingegneristica dell’Università del Wisconsin-Madison. Tuttavia, ha aggiunto, maggiore è la potenza necessaria, più complessa diventa la costruzione dei reattori.
Nonostante la corsa per arrivare primi, il dottor Huff ha affermato che i governi hanno ottenuto risultati migliori collaborando che competendo.
“Vorrei vedere una maggiore collaborazione internazionale nello spazio”, ha affermato. “È in questo ambito che la ricerca scientifica collaborativa ha superato le nostre rigide dinamiche politiche internazionali.”
Facebook Comments
