美欲在月球建百千瓦核反应堆？专家表示操之过急

科技日报记者 刘霞

美国国家航空航天局（NASA）代理局长肖恩·达菲近日宣布，将加快推进月球核反应堆建设计划。据美国《纽约时报》及《政治报》网站8月5日报道，根据达菲的指令，NASA将启动行业招标，拟开发功率为100千瓦的月球核裂变反应堆系统，并计划于2030年前发射升空。

NASA称，该核反应堆不仅是实现“阿尔忒弥斯”登月计划的助推剂，更是“赢得新太空竞赛的战略筹码”。但多位航天专家指出，尽管在月球表面部署核反应堆已非科幻小说中才出现的情节，但现有技术成熟度与如此激进的时间表明显脱节，从核反应堆的工程设计到辐射防护，再到低重力条件下稳定运行，每个环节都面临重大挑战，要在5年内实现从图纸到登上月球，这一跨越似乎“并不现实”。

助推月球探索

为什么选择在月球部署核反应堆？《纽约时报》的报道认为，这项技术将彻底改变人类在太阳系探索、迁徙和生存的方式。

达菲表示，这是实现宇航员重返月球计划的关键一环。要建立月球基地，稳定能源供应至关重要。核裂变系统体积小、重量轻却功率强大，能确保在月球和火星极端环境下持续运行。

与依赖太阳能的空间站不同，月球基地面临独特挑战。NASA官网分析称，月球夜晚持续长达14天，温度极低且完全黑暗；火星则常遭遇持续数周的沙尘暴。核反应堆可部署在月球永久阴影区（可能存在水冰资源处），也能实现全天候不间断供电。

美国有线电视新闻网（CNN）在8月6日的报道中表示，这种持续供电能力对长期科考至关重要。NASA空间技术任务局技术演示项目主任特鲁迪·科尔特斯也认为，不依赖太阳能的核动力系统，是保障月球可持续探索的极佳选择。

值得注意的是，这场计划的背后是美国对太空主导权旁落的担忧。NASA某高管直言，美国加速推进月球核计划，关乎赢得第二次太空竞赛。CNN的报道披露，中俄两国自2024年3月起已三次宣布合作计划，拟在21世纪30年代中期前建成月球反应堆。

达菲在记者会上称，第一个在月球上拥有反应堆的国家或许可以宣布建立一个禁入区，这会严重制约美国。

想法早已有之

美国探索月球核电站的脚步其实早已迈出。NASA自新世纪伊始就着手布局太空核电系统，累计投入2亿美元研发轻型裂变发电系统，可惜在发射方面至今尚无实质性突破。

NASA官网显示，该机构曾授予洛克希德·马丁、西屋电气以及初创企业直觉机器公司各500万美元的合同，推进“裂变地表发电”项目，开发40千瓦的月球核反应堆。但据《纽约时报》报道，这些方案都卡在了一个关键指标——6吨的重量红线上，三套设计方案无一达标。

此次，达菲要求NASA征求行业建议，以便2030年前发射一座100千瓦的核反应堆。因为NASA估计，月球和火星地面电力需求应至少为100千瓦，才能满足栖息地运转、生命支持系统、通信系统、科学实验以及采矿和燃料生产等工业运营的需求。

美国《新闻周刊》的报道认为，月球核反应堆最有可能的设计是：使用铀燃料的紧凑型裂变反应堆。该反应堆将构建多层屏蔽系统以保护宇航员免受辐射影响，使用斯特林发动机或其他热电转换系统，将核裂变产生的热量转化为电能。核反应堆可埋在月球风化层下，以进一步减少辐射暴露并调节温度，远程控制和监控系统将确保其能在无人值守的情况下安全运行。

美国国家实验室高级项目经理塞巴斯蒂安·科比西罗则表示，这不是科幻场景，随着技术进步，月球核电站完全可行。

面临诸多难题

尽管核反应堆在地球上发电已有70余年历史，但将一个核反应堆发射到月球上，让其在寒冷黑暗的漫漫月夜持续提供大量能量，究竟还面临哪些难题？能在不到5年的时间内逐一攻克吗？

《纽约时报》透露，尽管科学家们确认“月球核电站并非天方夜谭”，但多数专家认为2030年前实现部署仍不现实。曾任职美国能源部的核能专家凯瑟琳·赫夫教授直言，这个时间表过于激进，甚至有些荒谬。就像在沙漠里建发电站却没人用电——没有月球基地，反应堆的意义何在？除设计和建造月球反应堆的必要工作外，仅审批流程就可能耗时数年。

另外，尽管美国太空探索技术公司（SpaceX）的“星舰”和蓝色起源公司的“蓝月亮”等新型着陆器理论上的有效载荷能达到15吨，但这些航天器尚在“襁褓”之中。

《新闻周刊》的报道也指出，虽然核能已用于“旅行者”号和“好奇”号等深空探测器，但在月球上部署核能却面临独特挑战，需突破核材料太空运输的安全瓶颈、确保反应堆在月球表面高达310℃的昼夜温差和低重力条件下稳定运行，以及开发特殊的废热管理系统等。洛克希德·马丁公司月球勘探副总裁凯文·欧则认为，开发能够承受高温的材料也是月球核反应堆的建设难题之一。