据参与项目的研究人员透露，中国正在为月球和火星任务开发一种强大的核反应堆。该反应堆可以产生1兆瓦的电力，比美国宇航局计划在2030年之前在月球表面安装的类似装置的功率强100倍。
图源：TNS
1.世界各国加快太空核反应堆研发计划
该项目于2019年由国家资助启动，虽然技术细节和启动日期没有透露，但最近完成了一台原型机的工程设计，一些关键部件已经建成。
对中国来说，这是一个雄心勃勃的项目，但也面临着前所未有的挑战。中国向太空发射的唯一一个公开的核装置是“玉兔2号”上的一个微型放射性电池，这是 2019 年第一个登陆月球背面的月球车。该装置只能在月球漫长的夜晚产生几瓦的热量来帮助探测器。
中国研究人员表示，化学燃料和太阳能电池板将不再足以满足人类太空探索的需求。随着人类在月球或火星上定居的计划提上日程，人类太空探索的规模有望大幅扩大。中国科学院的一位研究员表示：“核能是最有希望的解决方案。其他国家也推出了一些雄心勃勃的计划。”
美国国家航空航天局最近开始与私人承包商竞标，以开发一种10千瓦的核裂变设备，该设备可以在10年内支持人类在月球上的持续存在。俄罗斯宣布计划在2030年前发射一艘由兆瓦级核反应堆TEM提供动力的巨型航天器。核能将使宇宙飞船在地球较低轨道上运行十多年，同时执行飞往月球或更远的额外任务。欧洲航天局已经启动了一个类似的项目——德谟克利特(Democritos)，将在2023年前在地面测试一个200千瓦的太空反应堆。
美国1965年发射的SNAP-10A是首个在轨核动力装置。该装置在永久关闭前产生了500瓦的电力，持续了一个多月。
2.太空核反应堆中的“2个”挑战
根据中国科学院合肥核安全技术研究所教授蒋杰琼领导的一个项目团队的一篇论文，中国兆瓦级空间反应堆的一个主要挑战是冷却技术。
反应堆产生的热量只有一部分将用于发电，其余的必须在太空中迅速消散，以避免熔毁。为了解决这个问题，反应堆将使用一种像雨伞一样的可折叠结构来增加废热散热器的总表面积。
由于其紧凑的尺寸，太空反应堆的运行温度将远高于地球上的温度(核心温度可能为 2000 摄氏度)。它将使用液态锂作为冷却剂，以提高发电效率。但锂在180摄氏度以下的温度下会变成固体，这是中国团队必须克服的另一个障碍。
3.中国太空核竞争“后来居上”，可独立生产所有特殊部件
根据上海空间推进研究所的一项研究，中国已经资助了许多项目，用不同的技术方法来发展太空核反应堆。
一些研究小组没有建造一座大型反应堆，而是在开发输出功率更小的装置。这些微小的模块更容易制造，并且可以被编译成一台更大的机器，输出几兆瓦的电，足以驱动大型离子推进器将宇航员送上火星。
相关研究人员表示，解决方案可能是几种不同技术的结合。他们说，尽管中国在太空核竞赛中是一个后来者，但它有几个优势。
首先，中国有一个完整的产业链，可以用复杂的制造技术独立生产所有特殊部件。另外，在世界范围内核电站建设萎缩的同时，中国正在以比任何国家都快的速度建设新核电站(每年7到8个反应堆)，其中一些使用了世界上最先进的技术，如钍燃料和高温气体。基础设施的发展可以让中国在科学数据和人才方面占据上风。
