ચંદ્ર પર પરમાણુ ઊર્જા

ચર્ચામાં કેમ?

• નાસા (NASA), યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી (DOE) ના સહયોગથી, ૨૦૩૦ સુધીમાં ચંદ્રના દક્ષિણ ધ્રુવ નજીક પરમાણુ રિએક્ટર સ્થાપવા માટે તેના \'ફિશન સરફેસ પાવર\' (FSP) પ્રોજેક્ટને વેગ આપી રહ્યું છે. તે જ સમયે, ચીન અને રશિયાએ તેમના \'ઇન્ટરનેશનલ લ્યુનાર રિસર્ચ સ્ટેશન\' (ILRS) માટે ૨૦૩૫ સુધીમાં સ્વચાલિત પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ સ્થાપવાની યોજના જાહેર કરી છે.

\'ફિશન સરફેસ પાવર\' (FSP) પ્રોજેક્ટ શું છે?

• જાન્યુઆરી ૨૦૨૬માં, નાસા અને યુએસ DOE એ \'આર્ટેમિસ\' કાર્યક્રમ હેઠળ ૨૦૩૦ સુધીમાં લોન્ચ કરવા માટે ચંદ્ર પરના ફિશન સરફેસ પાવર રિએક્ટરના વિકાસ, ઇંધણ પૂરું પાડવા, અધિકૃતતા અને તૈયારી અંગે સહકાર વધારવા માટે એક સમજૂતી કરાર (MoU) પર હસ્તાક્ષર કર્યા.
• તેને હળવા વજનનું (૬,૦૦૦ કિગ્રાથી ઓછું) બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે અને તેમાં ઇંધણ તરીકે \'હાઈ એસે લો એન્રિચ્ડ યુરેનિયમ\' (HALEU) નો ઉપયોગ થાય છે.
• તે ચંદ્ર પરના રહેઠાણો, જીવન રક્ષક પ્રણાલીઓ, રોવર્સ અને ISRU મશીનરી માટે \'બેઝલોડ પાવર\' (સતત પાવર) પૂરો પાડશે, જે મંગળ પરના ભાવિ માનવસહિત મિશન માટે એક મહત્વપૂર્ણ પગથિયું સાબિત થશે.
• યુએસએ એપ્રિલ ૧૯૬૫માં તેનું પ્રથમ અવકાશ પરમાણુ ફિશન રિએક્ટર, SNAP-10A લોન્ચ કર્યું હતું. તે પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાં ૪૩ દિવસ સુધી કાર્યરત રહ્યું અને લગભગ ૫૦૦-૬૦૦ વોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરી, ત્યારબાદ રિએક્ટર સાથે સંબંધિત ન હોય તેવી વિદ્યુત પ્રણાલીની ખામીને કારણે તે બંધ થઈ ગયું.
• નોંધ: નાસાના એપોલો 12 મિશન (1969) દરમિયાન ચંદ્રની સપાટી પર સૌપ્રથમ પરમાણુ વીજળી ઉત્પન્ન થઈ હતી, જેમાં પ્લુટોનિયમ-238-સંચાલિત SNAP-27 રેડિયોઆઇસોટોપ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર (RTG)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે વૈજ્ઞાનિક સાધનો માટે ઓછામાં ઓછા 63 વોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે રચાયેલ છે. 
• પરમાણુ વિભાજન રિએક્ટરથી વિપરીત, SNAP-27 એ નિયંત્રિત પરમાણુ સાંકળ પ્રતિક્રિયા વિના, કિરણોત્સર્ગી ક્ષય દ્વારા મુક્ત થતી ગરમીમાંથી સીધી વીજળી ઉત્પન્ન કરી. 

ચંદ્ર સંશોધન માટે પરમાણુ શક્તિ શા માટે આવશ્યક છે? 

• ચંદ્ર પર એક દિવસ-રાત ચક્ર 28 પૃથ્વી દિવસ ચાલે છે, જેનો અર્થ છે કે પાયા લગભગ 14 સતત દિવસ ઠંડા અંધકારનો સામનો કરશે. 
• આ વિસ્તૃત રાત્રિ દરમિયાન સૌર એરે મોટા પ્રમાણમાં અવ્યવહારુ બેટરી અનામત વિના જીવન-સહાયક પ્રણાલીઓને ટકાવી શકતા નથી. 
• ચંદ્ર સંશોધન દક્ષિણ ધ્રુવને ભારે લક્ષ્ય બનાવે છે, જ્યાં ઊંડા ખાડાઓ કાયમી અંધકારમાં રહે છે. 
• આ ખાડાઓમાં માનવ અસ્તિત્વ અને બળતણ ઉત્પાદન માટે જરૂરી પાણીના બરફનો ભંડાર રહે છે, છતાં તેઓ શૂન્ય સૂર્યપ્રકાશ મેળવે છે, જેના કારણે સૌર શ્રેણીઓ અશક્ય બની જાય છે.
• પરંપરાગત ઊંડા અવકાશ પ્રોબ્સ રેડિયોઆઇસોટોપ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર (RTGs) નો ઉપયોગ કરે છે, જે પ્લુટોનિયમ-238 ની ક્ષય ગરમીને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
• જોકે, RTGs માત્ર થોડાક સો વોટ ઉત્પન્ન કરે છે. માનવ પાયા માટે દસથી સેંકડો કિલોવોટની જરૂર પડે છે, જે હાલમાં ફક્ત કોમ્પેક્ટ ફિશન રિએક્ટર જ પ્રદાન કરી શકે છે.
• ચંદ્ર બરફને શ્વાસ લેવા યોગ્ય ઓક્સિજન અને પ્રવાહી હાઇડ્રોજન પ્રોપેલન્ટમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ઔદ્યોગિક શક્તિની જરૂર પડે છે.
• બરફ નિષ્કર્ષણ, વિદ્યુત વિચ્છેદન અને હાઇડ્રોજન લિક્વિફેક્શન દ્વારા 10 ટન ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટે અંદાજે 68 kW સતત વીજળીની જરૂર પડે છે, જે કોમ્પેક્ટ ફિશન રિએક્ટરને ટકાઉ, પૃથ્વીની બહારના પ્રોપેલન્ટ ડેપો માટે એકમાત્ર શક્ય પગથિયું બનાવે છે.

ચંદ્ર પર પરમાણુ જમાવટના ભૂરાજનીતિ શું છે?

• જ્યારે ચંદ્ર વિશાળ છે, ત્યારે દક્ષિણ ધ્રુવની નજીક વ્યવહારુ આધાર સ્થાનો જે સુલભ પાણી-બરફ, સલામત ઉતરાણ ભૂપ્રદેશ અને પૃથ્વી સંચાર રેખાઓ પ્રદાન કરે છે તે અત્યંત મર્યાદિત છે.
• 1967 ની બાહ્ય અવકાશ સંધિ (OST) અવકાશી પદાર્થો પર રાષ્ટ્રીય વિનિયોગ અથવા સાર્વભૌમ દાવાઓને સ્પષ્ટપણે પ્રતિબંધિત કરે છે.
• જોકે, રિએક્ટર તૈનાત કરવાથી કોઈ વિસ્તાર પર વાસ્તવિક નિયંત્રણ સ્થાપિત થાય છે.
• \'સુરક્ષા ક્ષેત્ર\' છટકબારી: નાસાના ડિઝાઇન અભ્યાસોએ વપરાશકર્તાઓથી આશરે 1 કિમી દૂર રિએક્ટર શોધવાની તપાસ કરી છે, જોકે આ સાર્વત્રિક આંતરરાષ્ટ્રીય જરૂરિયાત નથી.
• યુએસ-નેતૃત્વ આર્ટેમિસ કરાર હાનિકારક હસ્તક્ષેપને રોકવા માટે કામચલાઉ \'સુરક્ષા ક્ષેત્રો\' ની મંજૂરી આપે છે.
• મૂલ્યવાન ચંદ્ર સંસાધનોની નજીક રિએક્ટર, પાવર કેબલ અને સંકળાયેલ માળખાગત સુવિધાઓ તૈનાત કરવાથી શરૂઆતના સંચાલન કરતા રાષ્ટ્રોને વ્યૂહાત્મક ફાયદા મળી શકે છે.
• બાહ્ય અવકાશ સંધિની કલમ IX અન્ય રાજ્યોના હિતો અને હાનિકારક હસ્તક્ષેપ અટકાવવા માટે પરામર્શ માટે યોગ્ય આદર આપે છે, પરંતુ રિએક્ટર ઓપરેટરોને વિશિષ્ટ પ્રાદેશિક અધિકારો આપતી નથી. 

ભારતનું વલણ 

• ઇસરો અને અણુ ઊર્જા વિભાગ (DAE) અવકાશ સંશોધન માટે સ્વદેશી પરમાણુ ઊર્જા તકનીકો વિકસાવવા માટે સહયોગ કરી રહ્યા છે, જે ભારતની વ્યૂહાત્મક સ્વાયત્તતાને મજબૂત બનાવે છે. 
• ભારતીય અંતરિક્ષ સ્ટેશન અને 2040 ના ક્રૂડ ચંદ્ર ઉતરાણ જેવા ભવિષ્યના લાંબા ગાળાના મિશનને સમર્થન આપવા માટે, ઇસરો 100-વોટ રેડિયોઆઇસોટોપ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર (RTGs) નું અન્વેષણ કરી રહ્યું છે. 
• આ ચંદ્રયાન-3 ની સફળતા પર આધારિત છે, જેમાં તેના પ્રોપલ્શન મોડ્યુલ પર ફક્ત બે 1-વોટ રેડિયોઆઇસોટોપ હીટર યુનિટ (RHUs) વહન કરવામાં આવ્યા હતા. 
• નિર્ણાયક રીતે, જ્યારે ચંદ્રયાન-3 પર ઉપયોગમાં લેવાતા RHUs ફક્ત ઠંડું અટકાવવા માટે થર્મલ ગરમી પૂરી પાડતા હતા, ત્યારે પ્રસ્તાવિત RTGs પરમાણુ ક્ષય ગરમીને સીધા વિદ્યુત શક્તિમાં રૂપાંતરિત કરશે.

નિષ્કર્ષ 

• જેમ જેમ માનવજાત ચંદ્ર પર ટકાઉ વસાહતો તરફ આગળ વધી રહી છે, તેમ તેમ પરમાણુ ઊર્જા વિશ્વસનીય અવકાશ શક્તિનો મુખ્ય સ્ત્રોત બની શકે છે. 
• જોકે, અવકાશમાં પરમાણુ સામગ્રીના ઉપયોગ માટે પૃથ્વી અને ચંદ્ર પર્યાવરણ માટેના જોખમોને રોકવા માટે કડક સલામતી ધોરણોની જરૂર છે.
• આંતરરાષ્ટ્રીય સમુદાયે અવકાશમાં પરમાણુ ટેકનોલોજીનો જવાબદાર અને ટકાઉ ઉપયોગ સુનિશ્ચિત કરવા માટે UN-COPUOS દ્વારા વૈશ્વિક પરમાણુ સલામતી ધોરણોને મજબૂત બનાવવા જોઈએ.

સારાંશ

• પરમાણુ ઊર્જા એ ચંદ્રના સતત સંશોધન માટે એક મહત્વપૂર્ણ ટેક્નોલોજી તરીકે ઉભરી રહી છે; તે ચંદ્રની લાંબી રાત દરમિયાન વિશ્વસનીય ઊર્જા પૂરી પાડે છે અને ISRU (સ્થાનિક સંસાધનોનો ઉપયોગ), જીવન રક્ષક પ્રણાલીઓ અને સંસાધન નિષ્કર્ષણ જેવી પ્રવૃત્તિઓને શક્ય બનાવે છે.
• તેની સ્થાપના કાનૂની, પર્યાવરણીય અને ભૌગોલિક-રાજકીય ચિંતાઓ પણ ઊભી કરે છે, જેના માટે UN-COPUOS જેવા પ્લેટફોર્મ દ્વારા મજબૂત આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશ શાસન, પરમાણુ સુરક્ષા ધોરણો અને બહુપક્ષીય નિયમોની જરૂર છે, જેમાં ભારત સક્રિય ભૂમિકા ભજવી રહ્યું છે.