人类未来殖民火星的日子,靠太阳能发电落伍了,美国太空总署(NASA)自 2015 年起启动名为“Kilopower ”的计划后,便打算让核能站在火星能源的舞台中央。现在,该计划下制造的微型核分裂反应炉将正式送往美国能源部的内华达国家安全区进行一系列评估测试。
2030 年,第一批火星科学家将降落在火星地表进行各种实验开发,但火星上的电力来源是个大问题。火星表面易发生沙尘暴,遮挡太阳光照射;沙尘粒子卷入高空后吸收日光与再辐射会使高层大气增温,但使地表降温,加上火星自转轴倾角和轨道离心率的长期变化造成气候长期变迁,让火星表面的平均温度比地球低 30 度以上。于这种极端环境下,为了维持殖民火星时所需的能源,美国太空总署(NASA)在 2015 年 10 月祭出了不依赖太阳、小而美的太空核反应炉计划“Kilopower ”。
该计划包括了开发各种规格的微型核分裂反应炉,产出电力落在 1~10KW 间不等(美国每户家庭平均使用 5KW),技术原型动力系统使用固体铸造的铀-235 为反应炉炉芯,大小和一个纸巾卷差不多,反应炉产生的热量透过钠热导管传递,然后通过高效史特林发动机(Stirling Engine)转换成电力。
(Source:NASA)
总体来讲,这些反应炉寿命预计维持 10 年或更长时间,可提供高能量密度的电力,并能在非常恶劣的火星表面稳定工作。NASA 太空技术任务理事会(STMD)首席技术专家 Lee Mason 表示,有了太空核反应炉,火星探险就不必再担心阳光被沙尘暴蒙蔽,或是到了夜晚后对电力使用战战兢兢;另外一项好处在于核反应炉不论放在火星哪个位置都能持续供电,包括可能被冰原覆盖的北部高纬度地区。
自今年 11 月起到明年初,太空核反应炉将送往美国能源部辖下的内华达国家安全区(Nevada National Security Site)进行一系列测试,这项技术是否安全与可靠,将交由能源部的专业设施和洛斯阿拉莫斯国家实验室的工程师评估。
不过,尽管 Kilopower 具潜在实用性,但要将数十个微型核反应炉送入火星仍引起相当人士的担忧,即便它们只是“小型”核反应炉、防故障系统保证几乎万无一失。外界认为,火星上的核反应炉发生灾难性事故的风险,就和日本福岛发生的核灾一样不可预测,也许内华达国家安全区的测试应展示出 Kilopower 系统如何处理全面系统性故障问题。
- NASA Just Found the Key Energy Source to Power Mars Colonies
- Powering Up NASA’s Human Reach for the Red Planet
(首图来源:NASA)