在去年12月美國總統特朗普簽署了 '1號太空政策指令' , 宣布美國將重返月球, 並最終前往火星.
簽署指令簡單, 實行起來困難, 即使馬斯克能按計劃在2022年實現航天器登陸火星, 登陸後如何保證能源供應又是一大問題.
幸好, NASA已經成功測試Kilopower迷你核反應, 將為日後火星任務提供能源保證.
Kilopower核反應堆
Kilopower是NASA, 洛斯阿拉莫裡國家實驗室和能源部多方合力研發的迷你核反應堆, 使用U235作為核燃料, 輸出功率介乎1KW至10KW之間, 與今天太空任務使用太陽能面板, 燃氣發電機功率相近, 但發電不受環境影響, 沒有燃料耗盡之憂.
根據NASA計算, 一個火星基地需要發電量約為40KW, 只要四五台Kilopower核反應堆就能滿足需求.
不過要將核反應運輸到5500萬公裡遠的火星不是一件簡單事情, Kilopower必須做到又輕又小.
目前所用核反應堆基於裂變原理, 能源轉換率很低, 大部分能量轉變熱量散發出去, 因此核電往往採用水冷作為散熱方式, 但笨重的水冷設備顯然不適合太空任務, 因此研發人員採取了新散熱方式——熱管.
Kilopower核反應堆周邊布置了大量熱管, 一部分熱量通過熱管帶動斯特林發動機發電, 另一部分熱量繼續通過熱管達到傘形散熱片, 散發到大氣中.
從原理上看Kilopower非常簡單, 但要保證設備在核輻射與平均地表溫度-63℃的火星上正常運行, 實現起來可不簡單.
NASA預計四台Kilopower總重量約介乎5.8噸至7噸, 是未來運載火箭所能承受的重量.
藝術筆下的Kilopower部署想象圖
目前Kilopower測試進展順利, 預計將於今年3月進行一次全功率測試.
馬斯克的重型獵鷹首發已多次拖延, 2022年登陸火星鐵定無望, 洛克希德·馬丁的 '火星營地計劃' 是10年後的事情, 也許到了Kilopower量產時人類才重回月球, NASA不如考慮用Kilopower複活核動力飛機.
上世紀五十年代美國研發核動力飛機NB-36H
