太空計劃:移民火星不是夢,美國宇航局小型核反應堆研究取得重大突破
發布時間:2021-05-18
瀏覽次數:1787
太空計劃:移民火星不是夢,美國宇航局小型核反應堆研究取得重大突破

人類的征程必將是星辰大海

目前的人類需要登錄的下一個(ge) 目標就是火星了。當人類登陸火星以後,如何在火星上表麵足夠的能量來維持生產(chan) 空氣和水、提供棲息地和其他設備的電力,就成了關(guan) 鍵的問題。

太陽能發電當然是一種選擇,但火星上日照量為(wei) 地球上的三分之一,僅(jin) 限於(yu) 一些有足夠的陽光照射的地區,才能正常的發電,而且火星的風暴很多,我們(men) 在電影《火星救援》都有所領教。

移民火星不是夢,美國宇航局小型核反應堆研究取得重大突破

核電池是另一種選擇,在科幻電影《火星救援》中,就展示了核電池的應用,馬特呆萌為(wei) 了避免在零下幾十度的夜晚被凍死,他就挖出了核電池,放在車上取暖使用。

這種核電池在太空的應用情景不是科幻,而是現實技術,例如美國好奇號火星探測器使用的就是該類核電池,它的全名是放射性同位素熱電發電機(radioisotope thermoelectric generators,RTGs),主要由放射性元素如鈈的自然衰變釋放熱量。好奇號上配置的RTG電池重量在40公斤左右,能夠提供約125瓦特的能量,這比微波爐所需的能量還要低些。所以目前的核電池能量還是太小,隨著放射性鈈衰變,功率水平也會(hui) 下降。

那麽(me) 人類火星基地將如何利用能量?

首先NASA的科學家通過計算機模擬發現,在火星上的初始探險和生存,人類需要一個(ge) 能產(chan) 生大約40千瓦功率的能源供給係統,這相當於(yu) 目前地球上8座房子的能源需求。

近日,NASA宣布了小型核裂變反應堆的成功研製和測試,這項長達三年的研究計劃,研製出了名為(wei) Kilopower的小型反應堆,它通過鈾原子裂變來產(chan) 生熱量,圍繞反應堆堆芯的熱管再將把熱量傳(chuan) 遞給斯特林發動機,將熱量轉化為(wei) 電能。這比地麵上傳(chuan) 統反應堆的水冷式反應堆,小型化了許多,效率也明顯提高。

移民火星不是夢,美國宇航局小型核反應堆研究取得重大突破

Kilopower迷你核反應堆,重約1噸左右。可以持續提供大約10年的10千瓦電力,NASA采用4台組合的方式,基本可以滿足在宇航員在月球,以及火星上的生活和探險工作的能源需要。而4台組合目前的設計重量在5噸左右,也是運載火箭完全可以承受。

移民火星不是夢,美國宇航局小型核反應堆研究取得重大突破

和美國目標直指火星一樣,我們(men) 中國也將目光投向了月球和火星,在嫦娥登月計劃中,的月球車上搭載了國產(chan) 的核電池,用來維持係統熱量,和地麵通訊。國產(chan) 核電池各種指標和美國好奇號相當。今年下半年嫦娥四號會(hui) 發射登月,我們(men) 就能看到中國的月球車在神秘的月球背麵漫步。

移民火星不是夢,美國宇航局小型核反應堆研究取得重大突破


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情
 

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者