凤凰网科技讯 8月11日,美国国家航空航天局(NASA)正在加速推进一项雄心勃勃的计划,根据该机构临时负责人肖恩·杜菲(Sean Duffy)发布的新指令,目标是在2030年前在月球上建成一座核反应堆。这一举措被视为重燃了太空核能的梦想,可能彻底改变太空探索的格局。《连线》杂志近日发文详细分析了这一计划背后的原因与野心。
该计划的核心驱动力源于日益激烈的国际竞争。杜菲在7月31日签署的指令中明确指出:“自2024年3月以来,中国和俄罗斯已至少三次宣布将合作在2030年代中期在月球上建立一座反应堆。”他警告称,第一个在月球建成反应堆的国家“可能会宣布一个禁入区,如果美国没有抢先到达,这将严重阻碍美国建立其计划中的‘阿尔忒弥斯’基地”。
这项计划的目标是在五年内,与商业伙伴合作设计、发射并在月球南极部署一个可运行的100千瓦核反应堆。这是一个巨大的飞跃,要知道,目前为火星车和太空探测器供电的核能装置功率通常只有几百瓦,而100千瓦的电力足以供应大约80个美国家庭使用。前NASA技术、政策与战略副署长巴维亚·拉尔(Bhavya Lal)形容,这将是一次从“烛光时代到电网时代”的跨越,使太空系统设计不再受限于微薄的电力。
尽管有专家认为“四年多的时间非常紧迫”,但普遍共识是“技术上是可行的”。过去60年,美国在该领域投入了数百亿美元,但自1965年的SNAP-10A任务后,再未向太空发射过核反应堆。如今,政治意愿和任务需求正在改变这一局面。拉尔指出,转折点在于NASA首次将核能选为载人火星任务的主要地面电源技术,加上波音、洛克希德·马丁等老牌航空公司及众多私营企业的积极参与,共同为项目的推进创造了条件。
当然,在月球上建造核电站面临着严峻的工程挑战。月球表面白天气温高达100摄氏度,夜晚则接近绝对零度。由于没有大气,设备无法像在地球上那样通过空气对流散热。此外,月球六分之一的重力会影响流体动力学和热传递,而具有静电吸附性的月壤也可能干扰散热器等关键部件。有专家坦言,项目最大的风险并非技术,而是能否保持政治上的势头和任务目标的持续性。
根据设想,这座100千瓦的反应堆可能是在NASA于2020年启动的40千瓦“裂变表面能源”概念基础上升级而来。为了满足运输需求,该计划设想使用能运载高达15公吨有效载荷的重型着陆器,通过多次发射将反应堆、铀燃料和散热系统等部件送上月球。为确保安全,反应堆的厂址可能会选在月球的环形山内,甚至建在地下,以防止发生事故时造成污染。
安全与监管是该计划的重中之重。专家强调,从设计之初就必须避免潜在问题,而不是事后弥补。整个项目将受到极其严格的监管,以确保宇航员的安全和任务的万无一失。同时,该计划也将开拓空间法的新领域。率先建成反应堆的国家可能会为了安全和安保而设立所谓的“禁入区”,但这并非主权声索或“圈地”,而是一种功能性的隔离,可以依据《外层空间条约》中“防止有害干涉”的条款来证明其合理性。
正如意大利都灵理工大学的研究员卡洛·乔瓦尼·费罗所言:“新的太空竞赛不是关于谁先到达月球,而是关于谁能留下来。”若太空核反应堆成为现实,它将为月球及火星上的永久基地、资源开采和大规模科学研究提供坚实的基础,真正开启人类探索和利用太阳系的新篇章。