NASA sedang mempercepatrencana untuk membangun reaktor nuklir di bulan pada tahun 2030 di bawah arahan baru dari administrator sementara badan tersebut, Sean Duffy.
Rencana ini menghidupkan kembali impian selama puluhan tahun untuk meningkatkan tenaga nuklir di luar angkasa, sebuah perubahan yang akan membuka kemungkinan masa depan dan menguji pedoman hukum dan peraturan tentang penggunaan sumber daya dan lingkungan luar angkasa.
Duffy, yang juga menjabat sebagai Menteri Perhubungan Presiden Donald Trump, menggambarkan upaya menjadi yang pertama menempatkan reaktor di permukaan bulan sebagai kontes yang harus dimenangkan dalam perlombaan bulan baru. “Sejak Maret 2024, Tiongkok dan Rusia telah mengumumkan setidaknya tiga kali upaya bersama untuk menempatkan reaktor di Bulan pada pertengahan 2030-an,” kata Duffy dalam arahan tertanggal 31 Juli tersebut.
“Negara pertama yang melakukannya berpotensi mendeklarasikan zona terlarang yang secara signifikan akan menghambat Amerika Serikat membangun kehadiran Artemis yang direncanakan jika bukan yang pertama di sana,” tambahnya, merujuk pada program Artemis NASA , yang bertujuan untuk mendaratkan manusia di bulan dalam beberapa tahun mendatang.
Arahan tersebut menetapkan peta jalan untuk merancang, meluncurkan, dan menyebarkan reaktor 100 kilowatt yang beroperasi ke Kutub Selatan Bulan dalam waktu lima tahun, yang akan dibangun bersama mitra komersial (sebagai perbandingan, 100 kilowatt dapat memasok listrik untuk sekitar 80 rumah tangga di Amerika). Meskipun spesifikasinya masih spekulatif saat ini, 100 kilowatt merupakan peningkatan daya yang dramatis dibandingkan dengan generator nuklir dasar yang menggerakkan wahana penjelajah Mars dan wahana antariksa, yang umumnya hanya beroperasi dengan daya beberapa ratus watt, setara dengan pemanggang roti atau bola lampu.
Implikasinya akan transformatif, “tidak hanya untuk bulan, tetapi juga untuk seluruh tata surya,” kata Bhavya Lal, yang sebelumnya menjabat sebagai administrator asosiasi NASA untuk teknologi, kebijakan, dan strategi serta pelaksana tugas kepala teknolog. Menempatkan reaktor nuklir di bulan akan memungkinkan industri antariksa untuk “mulai merancang sistem antariksa berdasarkan apa yang ingin kita lakukan, bukan berdasarkan apa yang dapat kita lakukan dengan daya yang sedikit. Ini adalah lompatan yang sama yang terjadi ketika masyarakat di Bumi beralih dari cahaya lilin ke listrik dari jaringan listrik.”
Bisakah NASA Membangun Reaktor Nuklir Bulan pada tahun 2030?
Membangun pembangkit listrik tenaga nuklir di bulan pada tahun 2030 tidak akan mudah, tetapi banyak ahli meyakini hal itu dapat dicapai.
“Empat tahun lebih adalah jangka waktu yang sangat ambisius,” tetapi “teknologinya sudah ada,” kata Simon Middleburgh, seorang profesor di bidang material nuklir dan salah satu direktur Nuclear Futures Institute di Bangor University, Inggris.
Permasalahan hingga saat ini belum tentu terletak pada kesiapan teknologi, melainkan kurangnya permintaan misi untuk reaktor di luar Bumi atau insentif politik untuk mendorong penyelesaiannya. Kalkulasi tersebut kini mulai bergeser.
“Kami telah berinvestasi lebih dari 60 tahun dan menghabiskan puluhan miliar dolar, dan terakhir kali kami meluncurkan sesuatu adalah pada tahun 1965,” kata Lal, merujuk pada misi SNAP-10A NASA , yang merupakan reaktor nuklir pertama yang diluncurkan ke luar angkasa. “Saya pikir momen perubahan besar terjadi tahun lalu, ketika NASA benar-benar, untuk pertama kalinya dalam sejarahnya, memilih tenaga nuklir sebagai teknologi pembangkit listrik permukaan utama untuk misi berawak ke Mars.
“Sekarang ada kepastian kebijakan yang sebelumnya tidak kita miliki,” tambahnya. “Terakhir, sektor swasta tidak hanya tertarik menggunakan tenaga nuklir luar angkasa, mereka bahkan tertarik menyediakan tenaga nuklir luar angkasa.” Baik perusahaan rintisan maupun perusahaan kedirgantaraan mapan seperti Boeing dan Lockheed Martin sedang meneliti penggunaan tenaga nuklir di luar angkasa. “Ada banyak bagian teka-teki yang telah disatukan dengan baik, yang memungkinkan kita untuk benar-benar bergerak maju.”
Program Artemis NASA seharusnya meletakkan dasar bagi pangkalan permanen di Kutub Selatan Bulan dan merintis teknologi untuk melanjutkan perjalanan ke Mars, meskipun masa depannya masih belum pasti . Bagaimanapun, kebutuhan energi untuk misi berawak di lingkungan eksotis seperti Bulan, di mana malam berlangsung selama dua minggu dan suhu berfluktuasi secara drastis, membutuhkan daya yang stabil dan berlimpah.
“Gravitasi bulan dan fluktuasi suhu sangat ekstrem,” kata Lal. “Suhu siang hari sekitar 100 derajat Celsius. Malam hari mendekati nol mutlak. Semua perangkat elektronik harus tahan radiasi. Meskipun, sejujurnya, risiko terbesarnya bukanlah teknis. Risiko terbesarnya adalah mempertahankan momentum dan tujuan misi.”
Tiongkok juga berencana membangun pangkalan bulan di Kutub Selatan. Wilayah ini kaya akan sumber daya dan es, yang menjadikannya lokasi yang menarik untuk eksplorasi dan potensi kehadiran permanen. Tiongkok sedang bernegosiasi dengan Rusia untuk bermitra dalam pembangunan reaktor di sana pada tahun 2035. Perkembangan ini telah mendorong para pejabat di NASA, Departemen Pertahanan, dan Departemen Energi untuk ikut serta dalam perlombaan ini.
“Hal itu bisa saja terjadi, karena kami di AS sangat berhasil ketika memiliki musuh yang kuat, padahal kami sudah tidak memilikinya selama 40 tahun,” kata Mohamed El-Genk, profesor teknik nuklir dan direktur pendiri Institute for Space and Nuclear Power Studies di University of New Mexico. “Namun, banyak hal yang perlu dibenahi agar hal itu bisa terwujud.”
Bagaimana Semua Ini Bisa Berjalan?
Arahan Duffy hanya memuat sedikit rincian tentang desain atau skala reaktor yang direncanakan, dan siapa pun dapat menduga konsep apa yang mungkin muncul dalam beberapa bulan mendatang.
“Untuk lebih memajukan persaingan AS dan kepemimpinan permukaan bulan di bawah kampanye Artemis, NASA bergerak cepat untuk memajukan pengembangan tenaga permukaan fisi,” ujar Bethany Stevens, sekretaris pers di Markas Besar NASA, dalam surel kepada WIRED. “Teknologi penting ini akan mendukung eksplorasi bulan, menyediakan pembangkit energi berdaya tinggi di Mars, dan memperkuat keamanan nasional kita di luar angkasa. Di antara upaya untuk memajukan pengembangan, NASA akan menunjuk seorang eksekutif program baru untuk mengelola pekerjaan ini, serta menerbitkan Permintaan Proposal kepada industri dalam waktu 60 hari. NASA akan merilis detail tambahan tentang proposal ini di masa mendatang.”
Arahan ini menggemakan temuan laporan terbaru tentang tenaga nuklir luar angkasa, yang ditulis bersama oleh Lal dan insinyur kedirgantaraan Roger Myers, yang mencakup opsi “Go Big or Go Home” untuk membangun reaktor 100 kW di bulan pada tahun 2030.
Desain berdaya 100 kW ini “setara dengan mengirim beberapa gajah Afrika dewasa ke bulan dengan payung lipat seukuran lapangan basket, kecuali gajah tersebut menghasilkan panas dan payung itu bukan untuk berteduh, melainkan untuk membuang panas ke luar angkasa,” kata Lal dalam email lanjutan kepada WIRED.
NASA mungkin juga terinspirasi oleh upaya terbarunya untuk mengembangkan reaktor bulan, yang dikenal sebagai konsep Fission Surface Power , yang dimulai pada tahun 2020. Rencananya adalah membangun reaktor 40 kW yang akan ditempatkan secara otonom di permukaan bulan. Meskipun belum jelas perusahaan mana yang akan memenangkan kontrak untuk membangun reaktor 100 kW yang baru, reaktor 40 kW tersebut melibatkan masukan dari berbagai organisasi, termasuk Aerojet Rocketdyne, Boeing, dan Lockheed Martin dari sektor kedirgantaraan; perusahaan nuklir BWXT, Westinghouse, dan X-Energy; perusahaan teknik Creare; dan perusahaan teknologi antariksa Intuitive Machines dan Maxar.
Perusahaan-perusahaan yang dikontrak untuk proyek tersebut tidak mampu memenuhi persyaratan massa maksimum 6 metrik ton pada tahap konsep awal. Namun, arahan dari Duffy mengasumsikan bahwa reaktor akan dikirimkan oleh wahana pendarat kelas berat yang mampu mengangkut muatan hingga 15 metrik ton.
Reaktor 100 kW, bahan bakar uranium, radiator, dan komponen lainnya dapat dikirimkan melalui beberapa peluncuran dan pendaratan. Lokasi pembangkit listrik tersebut dapat berada di dalam kawah bulan atau bahkan di bawah tanah untuk mencegah kontaminasi jika terjadi kecelakaan.
“Bulan menghadirkan beberapa tantangan teknik yang serius,” ujar Carlo Giovanni Ferro, seorang insinyur kedirgantaraan dan peneliti di Universitas Politeknik Turin di Italia, dalam surel kepada WIRED. “Tanpa atmosfer, tidak ada pendinginan konveksi—Anda tidak dapat mengandalkan aliran udara di atas komponen seperti sistem berbasis Bumi—untuk membuang panas berlebih.”
Ferro menambahkan bahwa gravitasi bulan, yang seperenam gravitasi Bumi, akan memengaruhi dinamika fluida dan perpindahan panas, dan regolith bulan—lapisan debu dan batuan kecil yang melapisi permukaan bulan—bersifat lengket dan elektrostatik, sehingga dapat mengganggu radiator dan komponen lainnya. “Hal ini mungkin layak dari sudut pandang teknis—namun tetap sangat ambisius,” ujarnya tentang rencana yang diusulkan NASA.
Apa Risikonya dan Manfaatnya?
Semua teknologi nuklir menuntut pembatasan keselamatan yang ketat, terutama yang ditujukan untuk peluncuran roket peledak dan pendaratan di lingkungan asing.
“Sangat penting untuk melibatkan sekelompok ahli dan mengajukan persyaratan untuk mengatasi semua masalah,” kata El-Genk. “Cara terbaik bukanlah memberikan solusi untuk masalah potensial, tetapi bertanya: Bisakah kita menghindari masalah potensial sejak awal?”
Untuk tujuan tersebut, penyebaran reaktor bulan—oleh NASA, Tiongkok, atau entitas lain—akan tunduk pada standar regulasi yang tinggi di setiap tahapannya. Misalnya, bahan bakar uranium kemungkinan akan disimpan dalam lapisan pelindung yang kuat jika terjadi kegagalan roket.
“Alasan kita punya regulasi adalah demi keselamatan,” kata Middleburgh. “Kita tidak ingin astronot kehabisan sumber daya. Kita tidak ingin mereka mengalami kecelakaan di atas sana yang tidak bisa kita pulihkan. Itu akan jadi bencana besar.”
“Ini akan diatur dengan sangat ketat,” lanjutnya. “Siapa yang mengaturnya masih menjadi pertanyaan, tetapi terlepas dari itu, mereka tidak akan begitu saja memunculkan hal-hal yang belum dipikirkan matang-matang dan terbukti aman di sana. Itu akan menjadi akhir dari program ini.”