改變遊戲規則：美國核裂變發動機研製獲突破，理論可提供數百年電力

若人類想繼續突破地心引力限制，向更深的太空進發，航天動力系統一定是首要考慮的問題。說到未來的宇航動力，人們恐怕首先會想到核動力，我們目前化學燃料的火箭推力太小，所以每次發射必須尋找合適的發射窗口，以便利用行星的引力來加速，使得它們能真正飛往宇宙深處，到目前為止，人類發射的所有深空探測器沒有一個不利用行星的引力。這自然是個聰明的辦法，但是畢竟只是無奈的變通方式，很消耗時間，而且受到的航線限制太多。

最近，NASA開創性地完成了新型深空核動力系統的測試，並取得了令人意想不到的佳績。這一突破被指有望成為未來人類征服太空的關鍵性技術，更是NASA改變遊戲規則發展 （GCD）計劃中的重要一環。

最新的核動力系統（Kilopower）研發耗資2000萬美元，利用濃縮鈾裂變產生的巨大熱量來驅動發電，理論上這種技術無需依賴於太陽即可以提供數百年穩定的電力。這一系統的核心是高度濃縮鈾，被承載於一個由氧化鈹製成的2米高反應器中（斯特林轉換器）。反應器頂部則是一個巨大的圓形散熱器，用以排出多餘的熱量。

為了證明Kilopower的性能，科學家製造了一個迷你級的KRUSTY原型機，並在800℃的溫度下成功連續運行28小時。

在俄亥俄州美國宇航局格倫研究中心舉行的一次會議上，Kilopower的首席科學家Marc Gibson透露了今年早些時候在內華達沙漠進行的測試結果，KRUSTY的表現超出了所有人的預期！KRUSTY生產的電力高達1000W，研發團隊指出，利用現有系統可輕鬆擴展至10000W，而未來進行月球和火星任務的設計值可能達到40000W。

在此之前，雖有部分航天器已經依靠核燃料提供自身，如放射性同位素熱核發電機（RTGs），它依靠鈈-238的衰變提供能量，但這種核動力系統的最大功率至今無法突破1000W，廣受關注度的核動力火星車「好奇號」動力來源就是放射性同位素熱電機 。而對Kilopower而言，1000W僅僅是其最低功率，只要任務需要，最高甚至可以擴展到兆瓦級。

此外，RTGs一旦進程開始就無法停止，這意味著向外太空發射航天器時必須在地面就開啟其動力系統，這存在很大的核安全隱患。而Kilopower可以在太空任務期間隨時啟動，大大提升了發動機的機動性與安全性。

隨著Kilopower項目測試的順利進行，該團隊的科學家表示已經不再需要進一步的地面演示，下一步將獲取審批並在太空中實際測試Kilopower系統的性能，這一任務將在未來18個月內擇機開啟。

近年來，美國宇航局不斷在空天領域拓寬視野與實力，這無論對月球還是火星探索都是非常有力的技術支持。Kilopower核動力系統造價低廉、易於實施且相比傳統的太陽能可以獲取更多的能量，如果人類想要在地外深空進行更長時間的探索，Kilopower將是非常得力的幫手以助我們征服太空…

文/朱張航宇

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