月球表面的核電站概念示意圖 Credits: NASA

美國太空總署(NASA)與能源部所屬的國家核安全管理局(National Nuclear Security Administration, NNSA)成功的演示了一個新的核能電力系統,可供前往月球、火星或更長程的載人任務使用。

在格倫研究中心(Glenn Research Center)舉行的記者會上,NASA 宣布了這場演示的結果,該項目被稱作 KRUSTY( Kilopower Reactor Using Stirling TechnologY)。

NASA 太空技術任務局(Space Technology Mission Directorate, STMD)代理副主管,吉姆.路透(Jim Reuter)表示:「安全、效率、豐沛的能源是未來探索宇宙的關鍵。我期待 Kilopower 計畫能發展成月球與火星計畫中,能源構造的核心部分。」

​Kilopower 的主任工程師,馬克.吉普森(Marc Gibson)解釋:「 Kilopower 使我們可以進行需要更多電力的任務,還有探索隕石坑的陰暗區。未來,當太空人長期停留於太空,他們將會需要比以往更大量級的電力。」此一開創性的電力系統對月球任務很適合,因為月球的夜晚相當於 14 個地球日。

測試目標

Kilopower 是一個輕量的小型核分裂反應爐,最高可提供 10 千瓦的電力──足夠供給數戶家庭之用──連續至少十年。四個 Kilopower 機組便足以建立一個前哨站。核反應的爐心為約滾筒紙巾大小、鑄造成形的鈾-235 ,其熱能再經由鈉做的熱導管傳給史特林引擎轉換為電能。

最近完成的 KRUSTY 實驗總長四個月,主要有兩個目標:展示系統的發電能力以及遭遇任何環境都能保證安全。內容分為四個階段,前兩個階段以不發電的情境確認各部件如預期運作,第三階段為逐漸提高爐心的加熱量直到最後階段: 28 小時的模擬任務,包含從反應爐啟動、升載、穩定運作到停機。測試團隊在過程中加入了發電量降載、引擎失效、熱管失效等情境,證明系統可以繼續運轉並且渡過多重故障。

Kilopower 計畫正為了未來的實機飛行演示發展任務概念與進行更多降低風險的措施,為更進一步在月球或火星建立前哨站做好準備。

 

參考資料:

Potter, S. (2018, May 02). Demonstration Proves Nuclear Fission Can Provide Exploration Power. Retrieved May 11, 2018.

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