浅谈如何在月球上建立核电站

他说：“这些任务可能需要各种各样的太阳能、电池、放射性同位素以及核裂变动力系统，以满足广泛的苛刻要求。在太阳能、风能和水力发电不容易获得的地方，核电是必要的。例如，在火星上，太阳的能量在不同季节变化很大，沙尘暴可能会持续几个月。在月球上，寒冷的月球夜晚持续 14 天，而两极附近的光照变化很大，永久阴影下的陨石坑里根本没有阳光。在这些具有挑战性的环境中，利用阳光发电是困难的，燃料供应也很有限。而核电提供了一种轻便、可靠和高效的解决方案。”

　　为商业建筑行业推广可再生能源的梅林克公司创始人兼首席执行官，史蒂夫·梅林克(Steve Melink)说，还有其他因素需要考虑。他问道：“当出问题时，尤其是紧急问题，我们将如何解决？”

　　梅林克建议 NASA 使用太阳能光伏发电，他说这种技术已经被用于太空发电，并称这是个更实用的解决方案。梅林克表示：“在过去的 10 年里，太阳能光伏的成本下降了很多，以至于地球上各地的公共设施、企业和学校都在安装太阳能光伏，它不存在熔毁、放射性污染和完全断电等灾难性风险。随着时间推移，太阳能是确保冗余性和可扩充性的最终解决方案。”

　　尽管存在这些担忧，卡洛米诺表示，确保安全始终是 NASA 的首要任务。该项目仍需通过国家环境政策法案的审批程序，其中包括评估该项目的环境影响，动力系统的设计将使核燃料在到达月球表面之前不会被激活。卡洛米诺说：“与地面反应堆不同的是，太空没有移除或更换核燃料的打算。”

　　卡洛米诺说，在其为期 10 年的任务结束时，还有一项安全退役该设施的计划。他表示：“在任务结束时，系统将关闭，辐射水平将逐渐降低到人类接触和处理的安全水平。使用过的系统可以转移到一个远程存储位置，在那里它们不会对宇航员或环境构成任何威胁。”
 

卡洛米诺说，NASA 已经与美国能源部合作，他们将共同制定任务和系统要求。INL 将管理核裂变动力系统的研发合同，包括反应堆和防护系统、电力转换系统、散热系统以及电力管理和分配系统。他说：“核裂变动力系统将以每年提供 10 千瓦电力的能力运行 10 年左右。”他补充说，10 千瓦电力大致相当于为 3 到 4 个大家庭供电。

　　卡洛米诺表示，为了衡量行业的兴趣并征求该项目的设计方案，INL 向行业征集信息，并且已经收到了 22 份书面回复，这些回复的公司都来自航空航天、核能和电力转换行业。

　　虽然卡洛米诺没有透露这些公司的名字，但他称这些公司在制造核反应堆、开发航天技术以及制造业拥有丰富经验，而这些行业正是这个特殊项目所需的专门设备行业。他补充说，NASA 和美国能源部计划在 2021 年初发布初步设计合同建议书，特别是与核裂变有关的建议书。未来的合同授予价值仍有待确定。

　　卡洛米诺说：“政府计划授予多个短期合同，以开发初步设计，然后再授予最终飞行硬件开发的大合同。”该项目预计各公司将组建专门团队，开发动力系统所需的所有技术。这个项目非常复杂，因为它需要整合不同的工程技能。毕竟，专门从事核反应堆开发的公司，可能没有开发航天设备或电力转换系统的企业知识或经验。”此外，可能还需要其他专门的通信设备、传感器、电力转换技术和热传递技术，这些技术通过建立合作伙伴关系而获得最为有效。
 

NASA 空间技术任务局核技术组合负责人安东尼·卡洛米诺(Anthony Calomino)表示，该计划是在本世纪 20 年代末之前开发 10 千瓦级的核裂变动力系统，在月球上进行演示。NASA 将在地球上进行制造组装，然后进行安全测试，以确保其正常运行。

　　该核裂变动力系统将与月球着陆器结合，然后被运载火箭送到绕月轨道上。着陆器会将该系统送到月球表面，并可以立即运行，不需要额外的组装。这次演示预计将持续一年时间，最终可能支持在月球、火星、甚至在更遥远的太空进行更长时间的任务。

　　卡洛米诺说：“一旦这项技术通过演示得到认证，未来的系统就可以扩大规模，或者多个装置可以共同用于月球和火星的长期任务。四个机组，每个机组提供 10 千瓦电力，足以满足月球或火星前哨基地的需求。核裂变动力系统在行星表面产生大量电力，这将使大规模勘探、建立人类前哨基地和就地利用资源成为可能，同时也为商业化提供了机会。”

　　NASA 正在与核研究机构爱达荷州国家实验室(INL)合作。但这个计划现实吗？六年后交付是否可能？INL 太空核能和同位素技术部主任史蒂夫·约翰逊(Steve Johnson)认为完全可行。他说：“我们能够利用多年来在先进燃料和材料方面的研发成果，以及最近的太空商业化运输的进展来降低延迟完工的风险，以实现 2026 年的预定目标。”
 

目前，国际空间站人数扩大到 7 人，除了新加入团队的 4 位宇航员，还有 NASA 宇航员凯特·鲁宾斯（Kate Rubins）、俄罗斯宇航员谢尔盖·雷日科夫（Sergey Ryzhikov）和谢尔盖·库德-斯韦奇科夫（Sergey Kud-Sverchkov）。

　　霍普金斯曾提到，龙飞船抵达空间站后，空间站可能会有点拥挤。目前空间站上的睡眠舱短缺，霍普金斯说，在另一个睡眠舱抵达空间站前，他会一直睡在龙飞船上，他的同伴则睡在空间站里。而这个睡眠舱可能会在执行任务期间或在本次任务的龙飞船返回地球后才会抵达空间站。

　　美国东部时间 11 月 15 日 19 时 27 分，SpaceX 载人龙飞船搭乘猎鹰 9 号火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心 39A 发射台点火升空，送 4 名宇航员前往国际空间站，执行 SpaceX 首次商业载人飞行任务 Crew-1。

（编辑：唐山站长网）

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