多国竞逐月球核电站：太空能源的未来之争

本文来自微信公众号：地球知识局，作者：地球知识局

近日，俄罗斯公布了一项颇具雄心的计划：拟在5至7年内建成月球表面核电站。这一消息引发广泛关注，而实际上，中俄去年已签署共建月球核电站的协议，如今看来却似要如CR929项目般各自推进。

不止俄罗斯，美国也加入了这场“月球核电竞赛”。今年年初，美国国家航空航天局（NASA）与能源署宣布将合作在月球建造核电站，NASA还计划从能源署获取400公斤浓缩核燃料。

特朗普任期至2029年1月，NASA需将重返月球、建基地及核反应堆等任务截止日期控制在其任期内

核电站的建造本就复杂，为何各国纷纷将目光投向月球？

答案在于各国的月球探索计划正逐步推进——

下月，美国“阿尔忒弥斯2号”将把宇航员送往月球轨道，未来还计划建立月球永久基地。

阿尔忒弥斯基地概念图（图：NASA）▼

中国《空间技术》杂志近期推出载人登月专刊，多篇论文首次披露新一代载人飞船“梦舟”与月面着陆器“揽月”。

（图：载人月面着陆起飞系统设计及关键技术研究）▼

几十年前的阿波罗登月更多是冷战时期的国家形象展示，如今的登月项目则聚焦资源开发与科学研究，为深空探索铺路，需考量长期经济价值。

1969年阿姆斯特朗拍摄的月球（图：NASA）▼

建立稳定且能源充足的月球基地成为需求，而月球上常规能源存在局限：

月球一昼夜约30个地球日，意味着长达半个月的黑夜，航天器常用的太阳能发电难以持续。

理论上可在有阳光时利用月球水冰电解制氢氧，无阳光时用氢气发电，但流程复杂。

月球核燃料储量丰富，据估计有8.4亿吨钍和3.6亿吨铀，远超地球百万吨级储量，不过开采仍是难题。

用于太空和月球的多为小型核反应堆：

中国“玲龙一号”是全球首个陆上商用模块式小型堆，直径仅30米，目前测试接近尾声，预计今年下半年发电。

“玲龙一号”施工现场（图：Wiki）▼

俄罗斯依托核动力民用破冰船经验，研发出小型化核电产品RITM-200N，虽处测试阶段，但已获乌兹别克斯坦订单。

RITM-200反应堆▼

月球核电站面临诸多挑战：

月球缺乏核电站必备的散热物质，地球核电站需大量水冷却，月球小型反应堆的散热问题亟待解决。

地球百万千瓦级核电机组每小时耗水数千吨，月球小型反应堆的散热方案仍需突破。

核电站运行产热需大量水冷却，多临海而建（图：Wiki）▼

此外，现有小型反应堆未在真空与微重力环境测试，太空适用性存疑。

人类对太空核动力早有设想，《丁丁历险记》登月火箭便采用核动力发动机。1953-1954年漫画出版时，人类尚未登月却对核能热情高涨：美国推出青少年原子能套装，苏联提出M60核动力轰炸机方案。

吉尔伯特U-238原子能实验室（图：Wiki）▼

现实中，苏联曾在图-95上测试核反应堆，驾驶舱用铅板包裹，飞行员视野受限，且未在空中开启反应堆。

或许短期内，太空核动力与月球核电站仍将停留在规划阶段。