改变游戏规则：美国核裂变发动机研制获突破 理论可提供数百年电力

若人类想继续突破地心引力限制，向更深的太空进发，航天动力系统一定是首要考虑的问题。说到未来的宇航动力，人们恐怕首先会想到核动力，我们目前化学燃料的火箭推力太小，所以每次发射必须寻找合适的发射窗口，以便利用行星的引力来加速，使得它们能真正飞往宇宙深处，到目前为止，人类发射的所有深空探测器没有一个不利用行星的引力。这自然是个聪明的办法，但是毕竟只是无奈的变通方式，很消耗时间，而且受到的航线限制太多。

最近，NASA开创性地完成了新型深空核动力系统的测试，并取得了令人意想不到的佳绩。这一突破被指有望成为未来人类征服太空的关键性技术，更是NASA改变游戏规则发展 （GCD）计划中的重要一环。

最新的核动力系统（Kilopower）研发耗资2000万美元，利用浓缩铀裂变产生的巨大热量来驱动发电，理论上这种技术无需依赖于太阳即可以提供数百年稳定的电力。这一系统的核心是高度浓缩铀，被承载于一个由氧化铍制成的2米高反应器中（斯特林转换器）。反应器顶部则是一个巨大的圆形散热器，用以排出多余的热量。

为了证明Kilopower的性能，科学家制造了一个迷你级的KRUSTY原型机，并在800℃的温度下成功连续运行28小时。

在俄亥俄州美国宇航局格伦研究中心举行的一次会议上，Kilopower的首席科学家Marc Gibson透露了今年早些时候在内华达沙漠进行的测试结果，KRUSTY的表现超出了所有人的预期！KRUSTY生产的电力高达1000W，研发团队指出，利用现有系统可轻松扩展至10000W，而未来进行月球和火星任务的设计值可能达到40000W。

在此之前，虽有部分航天器已经依靠核燃料提供自身，如放射性同位素热核发电机（RTGs），它依靠钚-238的衰变提供能量，但这种核动力系统的最大功率至今无法突破1000W，广受关注度的核动力火星车“好奇号”动力来源就是放射性同位素热电机 。而对Kilopower而言，1000W仅仅是其最低功率，只要任务需要，最高甚至可以扩展到兆瓦级。

此外，RTGs一旦进程开始就无法停止，这意味着向外太空发射航天器时必须在地面就开启其动力系统，这存在很大的核安全隐患。而Kilopower可以在太空任务期间随时启动，大大提升了发动机的机动性与安全性。

随着Kilopower项目测试的顺利进行，该团队的科学家表示已经不再需要进一步的地面演示，下一步将获取审批并在太空中实际测试Kilopower系统的性能，这一任务将在未来18个月内择机开启。

近年来，美国宇航局不断在空天领域拓宽视野与实力，这无论对月球还是火星探索都是非常有力的技术支持。Kilopower核动力系统造价低廉、易于实施且相比传统的太阳能可以获取更多的能量，如果人类想要在地外深空进行更长时间的探索，Kilopower将是非常得力的帮手以助我们征服太空…

文/朱张航宇