Khi NASA công bố kế hoạch xây dựng một lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng — để có thể cung cấp năng lượng cho các căn cứ tương lai và các sứ mệnh dài hạn — nhiều câu hỏi lớn cũng được đặt ra.
Chi phí sẽ là bao nhiêu? Có cần người ở lại để vận hành không? Và với những người bi quan, điều gì sẽ xảy ra nếu hệ thống gặp sự cố?
Lịch sử dài của năng lượng hạt nhân trong không gian
Đây không phải lần đầu con người đưa vật liệu hạt nhân vào không gian.
Từ những năm 1950, NASA đã phát triển và thử nghiệm các lò phản ứng “SNAP” (Hệ thống Năng lượng Phụ trợ Hạt nhân) sử dụng nhiên liệu uranium cho các ứng dụng trên vũ trụ.
Năm 1965, bốn năm trước khi Neil Armstrong đặt chân lên Mặt Trăng, SNAP-10A trở thành vệ tinh đầu tiên và duy nhất của Mỹ sử dụng năng lượng hạt nhân, hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất trong 43 ngày.
Kể từ đó, các thiết bị hạt nhân đã cung cấp năng lượng cho những sứ mệnh không gian sâu như Voyager và cả tàu tự hành Curiosity trên sao Hỏa.
Một số hệ thống sử dụng thiết bị công suất thấp gọi là máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) — giống “pin không gian” của phi hành gia Mark Watney trong bộ phim The Martian năm 2015, chuyển đổi nhiệt từ phân rã phóng xạ thành điện năng.
Hai xe tự hành của Nga bị bỏ lại trên Mặt Trăng cũng có các bộ gia nhiệt phóng xạ.
Để tạo ra nhiều điện năng hơn cho các căn cứ Mặt Trăng, NASA chuyển sang hệ thống phân hạch quy mô nhỏ — tức là tách nguyên tử để sinh năng lượng.
Năm 2018, NASA hoàn tất thử nghiệm thành công lò phản ứng chạy bằng uranium cỡ nhỏ mang tên “Kilopower”, có kích thước tương đương một cuộn giấy vệ sinh. Một lò Kilopower chỉ cung cấp lượng điện tương đương vài ngôi nhà trên Trái Đất trong khoảng 10 năm. NASA cho biết chỉ cần bốn thiết bị như vậy là đủ vận hành một tiền đồn trên Mặt Trăng.
Dù cụm từ “lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng” nghe có vẻ rủi ro, các thiết kế hiện nay ưu tiên sự an toàn. Chúng sử dụng cơ chế làm mát thụ động và uranium làm giàu thấp, khiến khả năng xảy ra thảm họa là rất thấp.
Tuy vậy, kịch bản sự cố vẫn là một giả định thú vị.
Nếu nó phát nổ thì sao?
Chúng ta thực sự không biết một sự cố nóng chảy hạt nhân trên Mặt Trăng sẽ diễn ra như thế nào — và theo các kế hoạch hiện tại, công suất của lò phản ứng có thể còn chưa đủ lớn để được coi là một sự cố “nóng chảy” đúng nghĩa.
Tuy nhiên, chúng ta có thể suy đoán. Điều xảy ra không chỉ phụ thuộc vào kích thước lò phản ứng mà còn vào môi trường xung quanh.
Một tai nạn trên Mặt Trăng sẽ rất khác so với trên Trái Đất.
Vì Mặt Trăng không có khí quyển, không có thời tiết và chỉ có lực hấp dẫn bằng một phần sáu Trái Đất, nên thay vì vụ nổ, đám mây hình nấm và sóng xung kích (do phản ứng với các phân tử trong khí quyển Trái Đất), sự cố có thể ít kịch tính hơn nhiều.
Thay vào đó, lò phản ứng có thể đơn giản là quá nhiệt, có thể tạo ra một tia lóe ban đầu, rồi hình thành một vũng kim loại nóng chảy phát sáng, sau đó nguội dần và đông đặc trong im lặng.
Điều đó không có nghĩa là sự cố sẽ vô hại đối với những người vận hành căn cứ. Họ vẫn có thể phải đối mặt với mức bức xạ tăng mạnh.
Bức xạ vẫn nguy hiểm trong phạm vi gần, nhưng do không có không khí hay gió để mang bụi phóng xạ đi xa, phóng xạ phát tán có thể chỉ giới hạn ở khu vực xung quanh.
Một kế hoạch suýt thành hiện thực
May mắn là chúng ta không có câu trả lời thực tế hơn cho câu hỏi này — dù có thể đã có nếu một số nhà khoa học Mỹ đạt được ý định của họ vào những năm 1950.
Dự án A119 là kế hoạch tuyệt mật nhằm thả một quả bom hydro xuống Mặt Trăng trong bối cảnh cuộc chạy đua không gian giữa Mỹ và Liên Xô leo thang.
May mắn thay, kế hoạch này chưa bao giờ vượt quá giai đoạn chuẩn bị.
SNAP-10A, hệ thống điện hạt nhân đầu tiên hoạt động trong không gian, được phóng vào quỹ đạo Trái Đất năm 1965. Ảnh: Atomics International
