美国宇航局计划在月球边缘放置核反应堆,更接近现实

你需要生活和工作的最重要的事情是什么月亮?权力。对于美国宇航局即将到来的阿尔忒弥斯计划来说,为月球基地供电是重中之重。

这就是为什么该机构创建了其裂变Surface Power 项目。这个想法是开发一个小型核裂变反应堆的概念,以便在月球表面发电。

项目刚刚完成初始阶段(始于 2022 年),其中包括与商业合作伙伴签订的三份价值500万美元的合同,以开发裂变反应堆设计。美国宇航局选择了位于马里兰州贝塞斯达的洛克希德·马丁公司、宾夕法尼亚州蔓越莓的西屋公司和德克萨斯州休斯顿的IX公司,分别获得为期12个月的第一阶段奖励,以进一步开发初步设计。

每个合作伙伴的任务是提供用于功率转换、散热以及电源管理和分配的反应堆和系统设计。

当然,合作伙伴需要为其系统和开发计划提供估计成本。最终目标是创建一个可以支持月球基地十年的系统。这些设计还将作为规划和构建类似系统的途径火星.

在任何任务中,电力系统都是成功与失败的区别。对于月球和火星来说,这是生与死的区别。核电是满足长期电力需求的最可能途径。

“需要在月球上展示核动力源,以表明它是一种安全,清洁,可靠的选择,”华盛顿NASA总部NASA空间技术任务理事会技术演示任务项目主任Trudy Kortes说。

“从技术角度来看,月球之夜具有挑战性,因此拥有像这个独立于太阳运行的核反应堆这样的动力源,是在月球上进行长期探索和科学努力的有利选择。

为什么选择裂变反应堆?

让我们面对现实吧——在月球上生活和工作会带来很多挑战。安全、清洁的能源有助于克服月球探测器将面临的许多危险。太阳能提供了可靠的电源来维持一切。

但是,至少有一半的时间,太阳能电网在月球之夜将处于黑暗状态。这并不是说不会使用太阳能。但是,拥有另一个电源很重要。这就是裂变反应堆派上用场的地方。

美国宇航局和其他机构可以将核反应堆放在部分或全部阴影下的地方。在许多情况下,同一地区存在原位冰库。

核反应堆的优点是它们可以全职运行,无论是否有阳光。对于长达 14 个夜晚的月球之夜的电力需求来说,这是一个很大的优势。

请注意,美国宇航局并不是说只有核裂变发生器才会在月球上使用。太阳能和核能设施的结合可能会满足栖息地和科学实验室的电力需求。

月球及更远的反应堆规格

在征集进一步设计工作时,美国宇航局希望看到反应堆的计划,这些反应堆可以在没有人为干预的情况下持续至少十年。这减少了意外辐射暴露的任何威胁,并使月球探索者能够专注于他们的主要科学和探索任务。

反应堆设计的规格规定,它低于6公吨,产生40千瓦的功率。这足以证明该系统的能力,并为栖息地、电网和科学实验提供电力。如果你把同一个反应堆放在地球上一个典型的社区,它足以为33个家庭供电。

该机构将要求设计为开放和灵活的,以便每家公司在提交设计时都可以自由探索新的方向。

“有各种各样的方法;它们彼此都非常独特,“克利夫兰NASA格伦研究中心的裂变表面功率项目经理Lindsay Kaldon说。

“我们没有故意给他们很多要求,因为我们希望他们跳出框框思考。”

现在,根据商业合作伙伴的反馈,美国宇航局开始进行2025年的第二阶段征集。之后,该机构预计将在2030年代初交付用于月球的系统。在遥远的未来,当这些系统在月球上经历了“火的洗礼”之后,美国宇航局可能会重新设计一个专门用于火星的核裂变反应堆。

本文最初发表于今天的宇宙.阅读原文.

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