登陸火星後將使用迷你核電站

　　近期，在丹佛市舉行的美國化學協會（ACS）第242次全國會議暨博覽會上，美國能源部愛達荷國家實驗室科學家詹姆斯沃納表示，美國宇航局和能源部將合作實施一項計劃，在月球、火星以及其他行星上建造核電站，為有人或者無人基地提供電量。

　　沃納設計了一個手提箱大小的核電站，産生的功率可供給8個標準住宅的正常使用。這種迷你核電站不僅可以在地球上使用，也可以在月球或者火星上使用。手提箱大小的核電站採用革新性核裂變技術，用於外星球地面供電。同時，如果宇宙飛船無法使用太陽能，迷你核電站也將派上用場。他表示，地球核電站佔地面積巨大的同時還需要建造冷卻塔等大型設施。而月球核電站則佔地小得多。沃納所在的項目組計劃于2012年在月球建成一個技術試驗裝置。

　　1.迷你核電站僅有手提箱大

　　詹姆斯沃納是美國能源部愛達荷國家實驗室太空核能系統反應堆項目的負責人，該實驗室主要負責核反應堆的設計和研發，主要是燃料和小型發電機的研發。沃納表示：“目前，地球上核電站的發電量都在數百上千兆瓦，但是這種可攜帶式的迷你核電站的發電量只有40千瓦。這種迷你型的設計很適合太空中的情況。”他認為，將核電站設計得很小型，是因這種迷你核電站更為靈活，而且能放置到無人居住的星球，是適合在太空中工作的理想核電站。

　　據沃納介紹，這個核電站寬度只有約1．5英尺(約合0．46米)，高度只有約2．5英尺(約合0．76米)，只有一個方便攜帶的手提箱那麼大，而且它也無需建造冷卻塔。與普通核電站原理一樣，該手提箱核電站也是通過裂變反應産生能量。核裂變發電系統是一個緊湊型系統並且安全可靠，可能是在其他行星上建造前哨或者棲息地的關鍵。核裂變發電技術可用於月球、火星或者美國宇航局需要獲得連續電力的任何地方。像這種新型的可以在月球上使用的小型核裂變系統可以生産40千瓦或更多的電力，這相當於地球上8個標準住宅的用電量。

手提箱大小的迷你核電站

　　2.迷你核電站明年登陸月球

　　沃納表示，雖然迷你核電站功率小，但是這個尺寸在太空中卻會發揮極大的作用。在未來的行星登陸計劃中，可以攜帶這種手提式核電站進行供電。如果人類計劃登上小行星，將這個小型核電站放置在小型隕石坑或者洞穴中，除了可以保證留下的科學儀器正常工作外，還可借助洞穴等的天然外星環境對核電站進行保護。在宇航任務中，有一個手提箱核電站是必不可少的，儘管它比標準的核電站設施小得非常多。

　　美國宇航局已經為這種新的核電站預設了幾個潛在的應用領域。它們可以為氧氣或者氫氣發生器提供能源，同時，也可以作為一種充電設備，為載人或者無人的宇宙飛船充電。該項目組計劃在月球建造一個技術驗證裝置。這一項目涉及反應堆的設計和建模，燃料研發和裝配以及為液態金屬冷卻系統研發小型電泵。他們計劃在2012年對此進行具體示範，以測試這種新核電站的具體性能。

　　沃納表示，太空反應堆必須做到小型化，這一點與商業反應堆不同。一旦研發出這項技術並得到驗證，它可能成為為太空探索計劃長期供電的最經濟、用途最多的一種方式。

人類登陸外行星（概念圖）

　　3.人類太空定居的首選能源

　　目前宇航員主要是使用太陽能電池，通過將光能轉換為電能來為宇宙飛船和裝置供電。但是，在外太空環境下，光能不能隨時存在，並且不穩定。

　　雖然太陽光和燃料電池通常是太空任務的主要發電裝置，但是現在工程師發現了太陽能和燃料電池的局限性。太陽能電池在近地軌道供電方面表現出色，滿足衛星搭載的儀器設備的用電需求，但太陽能和燃料電池都不能維持人類在宇宙中長時間停留所需電力。燃料電池會耗盡，太陽能非常嚴重依賴周圍條件。如果在軌探測器運行到行星背朝太陽的一面，就無法繼續吸收太陽能了。而如果在行星表面登陸，遇到塵暴等現象，沙塵會覆蓋太陽能電池板，這樣效能就會下降。相比之下，核能發電擁有太陽能無法比擬的優勢，它不依賴這些外部條件，能在月球或者火星等地發電，也能夠滿足在其他星球的發電需求。

　　沃納説：“太陽能與核反應堆之間的最大差異是，核反應堆能夠在任何環境下發電。裂變發電系統不依賴陽光，能夠在夜間或者惡劣環境下産生大量而穩定的電量。”除此之外，核裂變發電系統能夠應用於很多地區，例如隕坑、峽谷或者洞穴。因此，這種小型核電站將成為未來太空發展的首選。

　　科學家認為，人類或在不久的將來重返月球，並且可能登上火星。飛往月球或者火星在宇航技術上並不是太大的問題，但既然人類要在月球或者像火星那樣的行星上建立基地甚至定居，那麼電力是一個重要問題，迷你核電站自然就必不可少了。