在去年12月美国总统特朗普签署了 '1号太空政策指令' , 宣布美国将重返月球, 并最终前往火星.
签署指令简单, 实行起来困难, 即使马斯克能按计划在2022年实现航天器登陆火星, 登陆后如何保证能源供应又是一大问题.
幸好, NASA已经成功测试Kilopower迷你核反应, 将为日后火星任务提供能源保证.
Kilopower核反应堆
Kilopower是NASA, 洛斯阿拉莫里国家实验室和能源部多方合力研发的迷你核反应堆, 使用U235作为核燃料, 输出功率介乎1KW至10KW之间, 与今天太空任务使用太阳能面板, 燃气发电机功率相近, 但发电不受环境影响, 没有燃料耗尽之忧.
根据NASA计算, 一个火星基地需要发电量约为40KW, 只要四五台Kilopower核反应堆就能满足需求.
不过要将核反应运输到5500万公里远的火星不是一件简单事情, Kilopower必须做到又轻又小.
目前所用核反应堆基于裂变原理, 能源转换率很低, 大部分能量转变热量散发出去, 因此核电往往采用水冷作为散热方式, 但笨重的水冷设备显然不适合太空任务, 因此研发人员采取了新散热方式——热管.
Kilopower核反应堆周边布置了大量热管, 一部分热量通过热管带动斯特林发动机发电, 另一部分热量继续通过热管达到伞形散热片, 散发到大气中.
从原理上看Kilopower非常简单, 但要保证设备在核辐射与平均地表温度-63℃的火星上正常运行, 实现起来可不简单.
NASA预计四台Kilopower总重量约介乎5.8吨至7吨, 是未来运载火箭所能承受的重量.
艺术笔下的Kilopower部署想象图
目前Kilopower测试进展顺利, 预计将于今年3月进行一次全功率测试.
马斯克的重型猎鹰首发已多次拖延, 2022年登陆火星铁定无望, 洛克希德·马丁的 '火星营地计划' 是10年后的事情, 也许到了Kilopower量产时人类才重回月球, NASA不如考虑用Kilopower复活核动力飞机.
上世纪五十年代美国研发核动力飞机NB-36H
