月球,是地球唯一的天然衛(wèi)星,如今成為了重要的戰(zhàn)略資源。世界各國競相投入精力開發(fā)月球,希望能夠搶先一步占據(jù)有利的位置。最近美國宇航局有了新的動作,他們或?qū)⒃?0年內(nèi)將核電站建在月球上,以獲取更多的資源。
根據(jù)目前世界各國的約定,太空不歸屬于任何個人或國家,目前仍舊遵從著“先到先得”的原則。所以,開發(fā)太空和月球的進(jìn)程刻不容緩,世界上許多國家都加快了步伐,比如我國和美國。
前不久,我國剛剛公布了最新的研究成果,那就是利用月球上的巖石制氧,這對于未來的月球開發(fā)有重要的意義。而美國則是從能源的角度出發(fā),提出了新的構(gòu)想。根據(jù)美國宇航局的消息,他們正在致力于開發(fā)一種月球核電站,并有望在10年內(nèi)實現(xiàn),在月球上為未來的任務(wù)提供能源。
的確,想要開發(fā)月球,能源是重中之重。比如我國進(jìn)行的月表制氧計劃中,也需要考慮能量來源,不過目前考慮范圍內(nèi)的是太陽能。眾所周知,核能的效率要比太陽能強(qiáng)得多。如果可以利用核能在月球上發(fā)電,自然可以加快月球基地建設(shè)的速度。
正如美國宇航局空間技術(shù)任務(wù)局(STMD)副局長Jim Reuter所說的那樣:充足的能源對于未來的太空探索來說是一個關(guān)鍵。
可問題在于,核能的使用門檻也非常高,不是上嘴皮碰下嘴皮就能實現(xiàn)的。即便是在地球上,建設(shè)核電站也是相當(dāng)大的工程,何況是跑到月球上去建造呢?美國宇航局到底是怎么想的呢?
雖然難點有很多,但是每個人都清楚核能對于未來太空探索的重要意義,其能量轉(zhuǎn)化效率高、能量充足的特點,吸引了許多科學(xué)家面對著重重困難依舊不屈不撓地進(jìn)行著相關(guān)研究。
早在多年以前,美國宇航局就有一個名叫Kilopower的項目,其目標(biāo)就是在月球上建立核裂變系統(tǒng)。幾年過去了,這個項目有了一定的進(jìn)展,所以美國宇航局決定更進(jìn)一步,和美國能源部(DOE)合作,進(jìn)行下一步的技術(shù)攻關(guān)。
目前,他們已經(jīng)向社會上的一些相關(guān)企業(yè)征集這個項目的概念和設(shè)計,集思廣益,完成他們在10年內(nèi)向月球發(fā)射核電站的目標(biāo)。
和大家想象的不同的是,這個項目中的核裂變系統(tǒng),并不是像地球上這樣龐大的核電站,而是一種小型的核裂變系統(tǒng),小到可以放置在月球車上運行。這種小型核電站的主要工作,就是支持宇航員在月球表面的生命支持系統(tǒng)(比如制氧、水循環(huán)之類的),為月球車供能以及進(jìn)行一些科學(xué)實驗等。
別看概念中的核電站并不大,但它提供的電能可是相當(dāng)充足的。根據(jù)美國宇航局的說法,這種小型的核電站可以提供10千瓦的功率,在地球上足夠支持幾個家庭同時使用。
不過,月球上使用的電力自然和地球上不一樣,所以他們?nèi)匀辉诶^續(xù)研究。根據(jù)他們的設(shè)想,未來的核裂變系統(tǒng)所能提供的功率應(yīng)該能達(dá)到40千瓦,其電能足以讓30個普通家庭使用10年之久,在月球上也基本足夠上面提到的設(shè)施、設(shè)備的需求了。
根據(jù)美國宇航局的預(yù)計,他們將在2022年2月底截止對設(shè)計提案的接收,并且從中選取其中幾個最有希望實現(xiàn)的提案,并對其設(shè)計者提供幫助,進(jìn)行為期12個月的初期研發(fā)工作。
在這一階段結(jié)束時,研究人員會進(jìn)行評估,選擇出一個方案,指導(dǎo)其進(jìn)行核裂變動力系統(tǒng)的設(shè)計和建造。他們希望這個方案能夠最終轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實,并且在10年之內(nèi)發(fā)射到月球表面,進(jìn)行實地的測試。
根據(jù)美國宇航局的最新消息,他們將在2025年左右再現(xiàn)載人登月壯舉,也就是他們的阿爾忒彌斯計劃。在未來,他們還要建設(shè)月球基地,甚至在月球上建造口徑1公里的巨型望遠(yuǎn)鏡。同樣的,我國和俄羅斯也準(zhǔn)備在本世紀(jì)30年代實現(xiàn)載人登月和月球基地。
不論是哪個項目,都需要能源的支持。如果有核裂變作為能量來源,那么對于月表的探索將會如虎添翼。
這一次的研究成果,不僅對于人類開發(fā)月球有重要意義,甚至有助于人類對火星的開發(fā)。在這種小型核裂變系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,科學(xué)家有望進(jìn)一步開發(fā)出更加精巧的核反應(yīng)堆,并應(yīng)用到火箭或者飛船上,大幅提高人類航天器的飛行速度,縮短太空旅行的時間。
目前,人類航天器前往火星,最快也需要大約半年的時間,并且還要受限于26個月的發(fā)射窗口期。如果我們能夠利用核動力前往火星,那么就可以更快地往返于地球和火星之間了。屆時,再利用小型核電站的能源,相信人類的火星基地也將建設(shè)得更加順利。