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加速开发月球!美国欲10年内在月球建核电站 实现能源供给

发布时间:2021-11-25 10:24:48

加速开发月球!美国欲10年内在月球建核电站 实现能源供给

月球,是地球唯一的天然卫星,如今成为了重要的战略资源。世界各国竞相投入精力开发月球,希望能够抢先一步占据有利的位置。最近美国宇航局有了新的动作,他们或将在10年内将核电站建在月球上,以获取更多的资源。

根据目前世界各国的约定,太空不归属于任何个人或国家,目前仍旧遵从着“先到先得”的原则。所以,开发太空和月球的进程刻不容缓,世界上许多国家都加快了步伐,比如我国和美国。前不久,我国刚刚公布了最新的研究成果,那就是利用月球上的岩石制氧,这对于未来的月球开发有重要的意义。

而美国则是从能源的角度出发,提出了新的构想。根据美国宇航局的消息,他们正在致力于开发一种月球核电站,并有望在10年内实现,在月球上为未来的任务提供能源。

加速开发月球!美国欲10年内在月球建核电站 实现能源供给(图1)

的确,想要开发月球,能源是重中之重。比如我国进行的月表制氧计划中,也需要考虑能量来源,不过目前考虑范围内的是太阳能。众所周知,核能的效率要比太阳能强得多。如果可以利用核能在月球上发电,自然可以加快月球基地建设的速度。

正如美国宇航局空间技术任务局(STMD)副局长Jim Reuter所说的那样:充足的能源对于未来的太空探索来说是一个关键。

可问题在于,核能的使用门槛也非常高,不是上嘴皮碰下嘴皮就能实现的。即便是在地球上,建设核电站也是相当大的工程,何况是跑到月球上去建造呢?美国宇航局到底是怎么想的呢?

虽然难点有很多,但是每个人都清楚核能对于未来太空探索的重要意义,其能量转化效率高、能量充足的特点,吸引了许多科学家面对着重重困难依旧不屈不挠地进行着相关研究。

早在多年以前,美国宇航局就有一个名叫Kilopower的项目,其目标就是在月球上建立核裂变系统。几年过去了,这个项目有了一定的进展,所以美国宇航局决定更进一步,和美国能源部(DOE)合作,进行下一步的技术攻关。

加速开发月球!美国欲10年内在月球建核电站 实现能源供给(图2)

这张 2018 年 11 月 29 日的档案照片显示了位于爱达荷州爱达荷瀑布以西约 50 英里的爱达荷国家实验室瞬态反应堆测试设施的外观。美国宇航局和美国顶级联邦核研究实验室于 2021 年 11 月 19 日星期五提出了一项关于裂变表面动力系统的提案请求。美国宇航局正在与美国能源部爱达荷国家实验室合作,在本世纪末为登月任务建立一个独立于太阳的电源。图片来源:美联社照片/Keith Riddler



目前,他们已经向社会上的一些相关企业征集这个项目的概念和设计,集思广益,完成他们在10年内向月球发射核电站的目标。

和大家想象的不同的是,这个项目中的核裂变系统,并不是像地球上这样庞大的核电站,而是一种小型的核裂变系统,小到可以放置在月球车上运行。这种小型核电站的主要工作,就是支持宇航员在月球表面的生命支持系统(比如制氧、水循环之类的),为月球车供能以及进行一些科学实验等。

别看概念中的核电站并不大,但它提供的电能可是相当充足的。根据美国宇航局的说法,这种小型的核电站可以提供10千瓦的功率,在地球上足够支持几个家庭同时使用。

不过,月球上使用的电力自然和地球上不一样,所以他们仍然在继续研究。根据他们的设想,未来的核裂变系统所能提供的功率应该能达到40千瓦,其电能足以让30个普通家庭使用10年之久,在月球上也基本足够上面提到的设施、设备的需求了。

加速开发月球!美国欲10年内在月球建核电站 实现能源供给(图3)

根据美国宇航局的预计,他们将在2022年2月底截止对设计提案的接收,并且从中选取其中几个最有希望实现的提案,并对其设计者提供帮助,进行为期12个月的初期研发工作。

在这一阶段结束时,研究人员会进行评估,选择出一个方案,指导其进行核裂变动力系统的设计和建造。他们希望这个方案能够最终转化为现实,并且在10年之内发射到月球表面,进行实地的测试。

根据美国宇航局的最新消息,他们将在2025年左右再现载人登月壮举,也就是他们的阿尔忒弥斯计划。在未来,他们还要建设月球基地,甚至在月球上建造口径1公里的巨型望远镜。同样的,我国和俄罗斯也准备在本世纪30年代实现载人登月和月球基地。

不论是哪个项目,都需要能源的支持。如果有核裂变作为能量来源,那么对于月表的探索将会如虎添翼。

加速开发月球!美国欲10年内在月球建核电站 实现能源供给(图4)

这一次的研究成果,不仅对于人类开发月球有重要意义,甚至有助于人类对火星的开发。在这种小型核裂变系统的基础之上,科学家有望进一步开发出更加精巧的核反应堆,并应用到火箭或者飞船上,大幅提高人类航天器的飞行速度,缩短太空旅行的时间。

目前,人类航天器前往火星,最快也需要大约半年的时间,并且还要受限于26个月的发射窗口期。如果我们能够利用核动力前往火星,那么就可以更快地往返于地球和火星之间了。届时,再利用小型核电站的能源,相信人类的火星基地也将建设得更加顺利。


来源:姿势分子knowledge 

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