Mỹ sẽ triển khai điện hạt nhân trên Mặt trăng

Sự hợp tác này nhằm hỗ trợ các sứ mệnh dài hạn của NASA trên Mặt trăng - dù theo DOE, trong nhiều thập kỷ qua, các hệ thống sử dụng đồng vị phóng xạ đã cung cấp năng lượng cho các nhiệm vụ không gian dài hạn của Mỹ.

“Nhờ sự lãnh đạo của Tổng thống Trump và Chính sách Không gian “Nước Mỹ trên hết”, Bộ Năng lượng tự hào được hợp tác với NASA và ngành công nghiệp không gian thương mại trong một trong những thành tựu kỹ thuật vĩ đại nhất trong lịch sử năng lượng hạt nhân và thám hiểm không gian”, Bộ trưởng Năng lượng Chris Wright tuyên bố.

Hai cơ quan đang hướng tới triển khai một hệ thống điện đặt trên bề mặt Mặt trăng, có thể vận hành trong nhiều năm mà không cần tiếp nhiên liệu. “Việc triển khai một lò phản ứng trên bề mặt Mặt trăng sẽ cho phép các sứ mệnh dài hạn trong tương lai, nhờ cung cấp nguồn điện liên tục và dồi dào, bất kể ánh sáng Mặt trời hay điều kiện nhiệt độ”, DOE và NASA cho biết.

“Theo chính sách không gian quốc gia của Tổng thống Trump, nước Mỹ cam kết quay trở lại Mặt trăng, xây dựng hạ tầng để hiện diện lâu dài và đầu tư cho bước nhảy vọt tiếp theo hướng tới sao Hỏa và xa hơn nữa”, Giám đốc NASA Jared Isaacman nói. “Để hiện thực hóa tương lai đó, việc khai thác năng lượng hạt nhân là điều không thể thiếu”, ông nói thêm.

“Thỏa thuận này giúp NASA và Bộ Năng lượng tăng cường phối hợp, cung cấp những năng lực cần thiết để mở ra kỷ nguyên vàng của thám hiểm và khám phá không gian”, ông bổ sung.

Trước khi ký MOU, DOE và NASA đã ký hợp đồng với Westinghouse Electric để phát triển thiết kế lò phản ứng vi mô phục vụ không gian, trong khuôn khổ dự án Fission Surface Power (FSP).

Ngày 7/1/2025, Westinghouse có trụ sở tại bang Pennsylvania thông báo ký hợp đồng mới, tiếp nối “những kết quả thiết kế thành công mà Westinghouse đạt được trong giai đoạn 1, nhằm tối ưu đóng góp cho thiết kế các hệ thống FSP và cấu hình của chúng, đồng thời bắt đầu thử nghiệm các công nghệ then chốt”.

“Những tiến triển liên tục trong dự án FSP có thể giúp NASA đạt mục tiêu trình diễn công nghệ trên Mặt Trăng trong thập kỷ tới”, Westinghouse cho biết trong một tuyên bố trực tuyến.

Theo tuyên bố này, NASA đang phối hợp với DOE để thiết kế một hệ thống điện phân hạch có công suất lên tới 40 kilowatt, đủ để cung cấp điện liên tục cho khoảng 30 hộ gia đình trong vòng 10 năm.

“Westinghouse đang tận dụng công nghệ lò phản ứng vi mô eVinci™ để phát triển hệ thống điện hạt nhân và động lực bền vững, hiệu quả về khối lượng, phục vụ vệ tinh, tàu vũ trụ và các ứng dụng cung cấp điện trên bề mặt hành tinh”, tuyên bố nêu rõ.

Dựa trên nhiều thập kỷ đổi mới hàng đầu của Westinghouse trong việc cung cấp năng lượng không carbon, an toàn và có thể mở rộng ở bất kỳ nơi nào cần cho nhiều mục đích khác nhau, lò phản ứng vi mô eVinci tạo ra điện năng và nhiệt ổn định cho các cộng đồng vùng sâu vùng xa, trường đại học, mỏ khai khoáng, trung tâm công nghiệp, trung tâm dữ liệu, cơ sở quốc phòng, và sắp tới là bề mặt Mặt trăng cũng như không gian xa hơn nữa.

“Những lò phản ứng vi mô bền bỉ này có rất ít bộ phận chuyển động, mang lại tính linh hoạt cao cho nhiều loại nhiệm vụ, giảm thiểu điểm có thể xảy ra sự cố, vận hành đơn giản và độ tin cậy cao trong môi trường khắc nghiệt của không gian”, theo Westinghouse.

Lời kêu gọi mới từ ngành công nghiệp

Ngày 5/12/2025, NASA đã phát hành bản dự thảo lần hai của thông báo mời đề xuất hợp tác, trong đó tiếp thu các ý kiến đóng góp của ngành công nghiệp từ bản dự thảo đầu tiên. Quan hệ hợp tác này nhằm thiết kế một hệ thống điện phân hạch đặt trên bề mặt, có công suất tối thiểu 100 kilowatt và sử dụng chu trình Brayton kín để chuyển đổi nhiệt thành điện năng.

“Quy mô, khối lượng và khả năng phát điện của các hệ thống phân hạch khiến chúng trở thành nguồn cung điện liên tục và hiệu quả, bất kể vị trí triển khai”, NASA cho biết trong một tuyên bố trực tuyến. “Ngoài ra, lò phản ứng hạt nhân có thể được đặt tại những khu vực trên Mặt trăng không có ánh sáng Mặt trời chiếu tới, và duy trì hoạt động trong các đêm trên Mặt trăng, vốn có thể kéo dài hơn 14 ngày Trái đất, đặc biệt là ở các vùng cực”, cơ quan nói thêm.

“Điện hạt nhân là yếu tố then chốt đối với các sứ mệnh Artemis của NASA và cho việc hỗ trợ xây dựng một nền kinh tế Mặt trăng vững mạnh”, NASA bổ sung.

Các hệ thống đồng vị phóng xạ

Theo Bộ Năng lượng Mỹ (DOE), thông qua Văn phòng Hệ thống Điện cho Không gian và Quốc phòng, phối hợp với các phòng thí nghiệm quốc gia và đối tác công nghiệp tư nhân, cơ quan này đã phát triển và cung cấp các hệ thống điện sử dụng đồng vị phóng xạ cho NASA, phục vụ các sứ mệnh dài hạn, từ tàu Voyager 1 và 2 cho tới các xe tự hành thăm dò sao Hỏa.

Các hệ thống cung cấp điện không gian này hoạt động bằng cách chuyển đổi nhiệt sinh ra từ quá trình phân rã của plutonium-238 thành điện năng. DOE cho biết loại plutonium này khác với plutonium được sử dụng trong các lò phản ứng điện hạt nhân.

“Trong hệ thống điện đồng vị phóng xạ, thường được gọi là “pin không gian”, plutonium được xử lý ở dạng gốm - tương tự như vật liệu của chiếc cốc cà phê buổi sáng của bạn”, DOE giải thích trên trang web của mình.

“Giống như một chiếc cốc bị vỡ, vật liệu này sẽ vỡ thành các mảnh lớn thay vì bị bay hơi và phát tán, qua đó tránh gây hại cho con người và môi trường trong trường hợp rất hiếm xảy ra tai nạn khi phóng hoặc khi quay trở lại Trái đất. Trong hơn 50 năm qua, mọi hệ thống điện đồng vị phóng xạ được phóng lên không gian đều hoạt động an toàn và đúng như thiết kế”, theo DOE.