美国计划在月球表面部署核反应堆,旨在通过这一大胆举措在与中俄的太空竞赛中占据领先地位,美国宇航局(NASA)代理局长肖恩·达菲已下令加速该项目,目标是到2029年底前在月球上部署一座100千瓦级的核反应堆,其功率相当于地球上一小片社区的用电需求,这在太空探索领域尚属首次。 NASA计划借助私营企业的力量来设计、运送和运行这一系统,但这同时也意味着企业必须面对巨大的工程挑战和财务风险,俄罗斯也在研究在2030年代中期在月球上部署核能设施,作为未来月球基地能源的基础,美国对此感到担忧,担心其他国家一旦抢先建立“排他区”,可能会限制美国的活动并获得战略优势。
尽管阿波罗计划曾成功多次登月,但未能实现持久的月球存在,核能可以在长达两周的月球夜晚中提供稳定的电力供应,预计可持续运行约10年,前NASA技术高官拉尔表示,核裂变能源将为政府与私人企业探索永久性月球定居点提供可能。
技术挑战
在月球上建造核反应堆比在地球上要复杂得多:
- 冷却问题:月球上没有空气和水,需要依赖大型散热器板进行散热;
- 辐射屏蔽:需要额外的重量来保护宇航员和环境;
- 运输难题:需要能够运送15吨有效载荷的着陆器,而现有的如Firefly等案例只能运送0.1吨。
安全与监管
专家指出,反应堆在发射过程中不会运行,控制系统会被锁定,只有在月球表面才能启动,一些方案计划采用包覆铀燃料颗粒,以在事故中更好地保持完整性,目前月球上没有统一的安全区规范,是否需要设定“安全缓冲带”将涉及技术和地缘政治的博弈,1967年的《外层空间条约》为国际行为提供了框架,但缺乏具体细节,美国国内的《普赖斯-安德森法案》为核电投资设定了责任上限,未来太空核能可能也需要类似的安排。
太空核能并非新概念,早期探测器曾使用过小型核电池,2018年,NASA与美国能源部展示了一台能为家庭供电一天的小型反应堆,但要实现月球上100千瓦的连续供能,规模需要扩大百倍以上,麻省理工学院教授希尔文表示,这将构成登月工程中最大的技术模块之一。