為火星移民做準備，美國開測小型核反應堆

近日，美國國家航空航天局（NASA）宣布正在對小型核裂變反應堆「Kilopower」的關鍵組件進行測試。該反應堆由NASA於2015年10月開始研發，其目的是為將來的火星基地提供充足能源，為未來火星移民做準備。

Kilopower的高度為1.9米，重量約為1.7噸，均在運載火箭能夠承受的範圍之內。它使用濃縮鈾作為燃料，供電量在1~10千瓦之間，而NASA預計一個火星基地大約需要40千瓦的電量，也就是說4~5台Kilopower就足以為一個基地供能。

據悉，NASA曾經在發射的好奇號和鳳凰號等火星探測器上均搭載了放射性同位素熱電機，不過它們的供電量還不足200瓦，這隻能維持探測器基本的拍攝、走動、傳輸數據等功能。而未來的火星基地要承擔的任務則更為複雜，比如生產火箭的回程燃料、製造液態水和空氣等，現有的同位素熱電機和太陽能都遠遠不能滿足這樣的能源需求。

因此，NASA才想研發供電量更大的迷你核反應堆來解決這一問題。

當然，這並非人類第一次製造太空核反應堆了。從上個世紀70年代到21世紀初期，蘇聯和美國都研發過太空核反應堆，但是它們結構複雜、造價高昂，而且進入宇宙後不能適應惡劣的太空環境，比如前蘇聯的TOPAZ、美國的SNAP-10A，前者由於發射火箭失控導致核反應堆掉入太平洋，而後者由於穩壓器故障導致無法發電。

而Kilopower則化繁為簡，使用簡單的結構設計，一方面降低成本——預算僅2千萬美元，一方面試圖降低錯誤率。

其中最古老的部分當屬Kilopower的發動機——1816年就問世的斯特林發動機，這種發動機採用封閉式循環，所以不受氣壓的影響，有利於抵禦火星上不穩定的氣壓、沙塵暴。此外，冷卻裝置也使用最簡單的傘狀散熱器，充分利用火星表面常年-55攝氏度的低溫。

值得一提的是，此次採用最簡單部件，犧牲的就將是能量轉化效率，這是斯特林發動機存在的先天劣勢，也是2個世紀來該發動機並未大規模普及的原因之一，封閉式的環境意味著無法添加潤滑油，摩擦力必然加大，熱量損失自然也大，而能量轉化率這一點也是NASA隻字未提的部分。不過，目前階段如果能夠成功在火星上使用，哪怕只有5%的轉化率已經是前所未有的成功了。

據悉，NASA在去年9月剛剛建成第一座Kilopower測試堆。目前NASA還只是對該裝置的各個組成部分進行測試，包括核裂變反應堆、冷卻器等，以確定每個部件的性能，現在正在測試反應堆的堆芯，截止目前測試均非常順利。NASA預計將於下月底完成全部的組件測試，隨後將在今年3月開始，在模擬火星的環境中進行整套裝置的全動力測試。

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