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想在月球建百千瓦核反应堆?
发布时间:2025-08-11
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NASA将启动行业招标,拟开发功率为100千瓦的月球核裂变反应堆系统,并计划于2030年前发射升空。
  助推月球探索
  为什么选择在月球部署核反应堆?《纽约时报》的报道认为,这项技术将彻底改变人类在太阳系探索、迁徙和生存的方式。这是实现宇航员重返月球计划的关键一环。要建立月球基地,稳定能源供应至关重要。核裂变系统体积小、重量轻却功率强大,能确保在月球和火星极端环境下持续运行。
  与依赖太阳能的空间站不同,月球基地面临独特挑战。NASA官网分析称,月球夜晚持续长达14天,温度极低且完全黑暗;火星则常遭遇持续数周的沙尘暴。核反应堆可部署在月球永久阴影区(可能存在水冰资源处),也能实现全天候不间断供电。
  想法早已有之
  美国探索月球核电站的脚步其实早已迈出。NASA自新世纪伊始就着手布局太空核电系统,累计投入2亿美元研发轻型裂变发电系统,可惜在发射方面至今尚无实质性突破。
  NASA官网显示,该机构曾授予洛克希德·马丁、西屋电气以及初创企业直觉机器公司各500万美元的合同,推进“裂变地表发电”项目,开发40千瓦的月球核反应堆。但这些方案都卡在了一个关键指标——6吨的重量红线上,三套设计方案无一达标。
  因为NASA估计,月球和火星地面电力需求应至少为100千瓦,才能满足栖息地运转、生命支持系统、通信系统、科学实验以及采矿和燃料生产等工业运营的需求。月球核反应堆最有可能的设计是:使用铀燃料的紧凑型裂变反应堆。该反应堆将构建多层屏蔽系统以保护宇航员免受辐射影响,使用斯特林发动机或其他热电转换系统,将核裂变产生的热量转化为电能。核反应堆可埋在月球风化层下,以进一步减少辐射暴露并调节温度,远程控制和监控系统将确保其能在无人值守的情况下安全运行。这不是科幻场景,随着技术进步,月球核电站完全可行。
  面临诸多难题
  尽管核反应堆在地球上发电已有70余年历史,但将一个核反应堆发射到月球上,让其在寒冷黑暗的漫漫月夜持续提供大量能量,究竟还面临哪些难题?能在不到5年的时间内逐一攻克吗?
  就像在沙漠里建发电站却没人用电——没有月球基地,反应堆的意义何在?除设计和建造月球反应堆的必要工作外,仅审批流程就可能耗时数年。虽然核能已用于“旅行者”号和“好奇”号等深空探测器,但在月球上部署核能却面临独特挑战,需突破核材料太空运输的安全瓶颈、确保反应堆在月球表面高达310℃的昼夜温差和低重力条件下稳定运行,以及开发特殊的废热管理系统等。开发能够承受高温的材料也是月球核反应堆的建设难题之一。