Bí mật lò hạt nhân Mỹ trên Mặt Trăng

Bản vẽ minh họa hệ thống năng lượng bề mặt phân hạch trên bề mặt Mặt Trăng của Lockheed Martin. Ảnh: Lockheed Martin.

Theo chỉ thị của quyền Giám đốc NASA Sean Duffy, lò phản ứng hạt nhân sẽ được phóng lên Mặt Trăng vào năm 2030. Theo NPR, một số chuyên gia trong cộng đồng khoa học đang lo ngại về mục tiêu đầy tham vọng này bởi chi phí cao và lịch trình chưa hợp lý.

Kế hoạch đưa lò hạt nhân lên Mặt Trăng tiếp nối mục tiêu đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng của Mỹ và trở thành quốc gia dẫn đầu trong lĩnh vực thám hiểm không gian. Trong khi đó, Trung Quốc và Nga cũng đặt mục tiêu sử dụng năng lượng hạt nhân trên Mặt Trăng vào cuối thập niên này.

Trong buổi họp báo hôm 5/8, ông Duffy nhấn mạnh việc sử dụng năng lượng hạt nhân trên Mặt Trăng là cần thiết, và Mỹ đang chậm chân trong nỗ lực này.

Tại sao lại đặt lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng?

Các tàu vũ trụ quay quanh Trái Đất hoặc neo đậu trên Mặt Trăng thường được cung cấp năng lượng bằng tấm pin mặt trời. Tuy nhiên, theo chuyên gia Roger Myers, dùng mỗi năng lượng mặt trời sẽ không đủ cho mục đích định cư lâu dài của con người trên Mặt Trăng.

“Mặt Trời lặn trên Mặt Trăng trong hai tuần”, ông Myers nói. “Cần có một nguồn năng lượng khác, khi Mặt Trời và pin không hoạt động. Chúng ta cần năng lượng hạt nhân”.

Theo chỉ thị, NASA muốn phóng một lò phản ứng hạt nhân có công suất điện ít nhất 100 kilowatt. Các nhà khoa học cho biết lò phản ứng này sẽ tạo ra ít điện năng hơn so với các lò phản ứng hạt nhân thông thường ở Mỹ và chỉ có thể cung cấp điện cho 70-80 hộ gia đình.

Quyền Giám đốc NASA Sean Duffy. Ảnh: Reuters.

Theo Bhavya Lal – cựu quản trị viên phụ trách công nghệ, chính sách và chiến lược tại NASA, các lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng hoạt động gần giống với lò phản ứng trên Trái Đất. Một lò phản ứng hạt nhân điển hình ở Mỹ tạo ra ít nhất 1 gigawatt điện, tương đương với 100 triệu bóng đèn LED.

Điểm khác biệt chính giữa Trái Đất và Mặt Trăng là “trên Trái Đất, chúng ta có bầu khí quyển, vì vậy chúng ta có thể làm mát các lò phản ứng này”, ông Lal nói. Nhiều lò phản ứng hạt nhân được làm mát bằng nước, từ đó thải nhiệt ra môi trường.

Do trên Mặt Trăng không có bầu khí quyển hoặc vùng nước nào, các lò phản ứng hạt nhân cần bức xạ nhiệt dư thừa trực tiếp vào không gian, nên sẽ cần các bộ tản nhiệt lớn. Lò phản ứng cũng cần phải hoạt động ở nhiệt độ cao hơn so với trên Trái Đất.

Những rủi ro và nguy hiểm

Động đất trên Mặt Trăng và va chạm thiên thạch có thể làm hỏng lò phản ứng, nhưng khả năng này rất thấp. Hơn nữa, ngay cả khi có sự cố trên bề mặt, “không có gió, không có nước để phát tán phóng xạ”, Patrick McClure – giám đốc điều hành SpaceNukes, công ty phát triển lò phản ứng hạt nhân trên không gian – cho biết. Điều này trái ngược với trên Trái Đất, khi gió và mưa phân tán bụi phóng xạ đi rất xa.

Kathryn Huff – giáo sư kỹ thuật hạt nhân, plasma và phóng xạ tại Đại học Illinois (Mỹ) – cho biết mối quan tâm hàng đầu là làm thế nào để đưa lò phản ứng lên Mặt Trăng an toàn và cách xử lý sau đó. Hiện chưa rõ tuổi thọ của lò phản ứng, song theo Bộ Năng lượng Mỹ, hầu hết lò phản ứng tại quốc gia này hoạt động ít nhất 80 năm.

Bà Huff nhắc tới sự cố Kosmos 54 có thể tái diễn khi đưa lò phản ứng trở lại Trái Đất sau khi hết nhiệm vụ. Hồi tháng 1/1978, vệ tinh Kosmos 954 chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga đã gặp trục trặc khi thâm nhập khí quyển Trái Đất và phát nổ trên bầu trời Canada.

Trong khi đó, ông McClure nói lượng uranium dùng trong lò phản ứng hoạt động trên Mặt Trăng có mức phóng xạ rất thấp. Do đó, ngay cả khi gặp sự cố, “lượng phóng xạ sẽ thấp hơn nhiều so với mức an toàn tối thiểu”, ông nói. Ngoài ra, lò phản ứng sẽ không được kích hoạt cho đến khi đạt được “quỹ đạo an toàn hạt nhân” cách Trái Đất ít nhất 1.000 km.

Kế hoạch đưa lò hạt nhân lên Mặt Trăng tiếp nối mục tiêu đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng của Mỹ. Ảnh: New York Times.

Thời điểm thích hợp?

Hiện tại, nội bộ NASA đang gặp nhiều khó khăn. Ít nhất 20% nhân sự NASA chọn tự nguyện nghỉ việc, trong khi Nhà Trắng cũng đề xuất cắt giảm ngân sách của cơ quan này. Đề xuất ngân sách năm tài chính 2026 công bố hồi tháng 5 cắt giảm ngân sách cấp cho NASA khoảng 24%, từ gần 25 tỷ USD xuống còn gần 19 tỷ USD.

Tuy nhiên, NASA cũng nhận được nhiều sự hỗ trợ khác, như quyết định tiếp tục một số chương trình đang bị tạm hoãn trước đó. Đạo luật One Big Beautiful Bill của Tổng thống Mỹ Donald Trump phân bổ gần 10 tỷ USD ngân sách bổ sung cho NASA tới năm 2032, trong đó hỗ trợ cho sứ mệnh Sao Hỏa và kế hoạch quay trở lại Mặt Trăng.

Dự án lò phản ứng trên Mặt Trăng rất đắt đỏ. Các chuyên gia ước tính việc phát triển một lò phản ứng sẽ tốn khoảng 3 tỷ USD trong 5 năm.

Trong một thông báo, ông Duffy nói nếu Trung Quốc hoặc Nga đặt chân lên Mặt Trăng trước, cả hai nước có thể “tuyên bố vùng cấm, từ đó sẽ hạn chế đáng kể” sự hiện diện của Mỹ sau đó.

Tuy nhiên, bà Huff cho rằng kế hoạch khẩn trương trở lại Mặt Trăng với một lò phản ứng hạt nhân trong vòng 5 năm sẽ cực kỳ khó khăn. Bà đề xuất cần có quy trình phê duyệt kéo dài nhiều năm, với sự tham gia của nhiều cơ quan như NASA và Bộ Năng lượng Mỹ, để đảm bảo an toàn hạt nhân trước và sau khi phóng.

Bà Huff cũng nói thêm Mỹ nên ưu tiên mục tiêu khoa học của sứ mệnh thay vì tập trung vào tham vọng trở thành quốc gia dẫn đầu.