为火星移民做准备，美国开测小型核反应堆近日

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近日，美国国家航空航天局（NASA）宣布正在对小型核裂变反应堆“Kilopower”的关键组件进行测试。该反应堆由NASA于2015年10月开始研发，其目的是为将来的火星基地提供充足能源，为未来火星移民做准备。

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Kilopower的高度为1.9米，重量约为1.7吨，均在运载火箭能够承受的范围之内。它使用浓缩铀作为燃料，供电量在1~10千瓦之间，而NASA预计一个火星基地大约需要40千瓦的电量，也就是说4~5臺Kilopower就足以为一个基地供能。

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据悉，NASA曾经在发射的好奇号和凤凰号等火星探测器上均搭载了放射性同位素热电机，不过它们的供电量还不足200瓦，这只能维持探测器基本的拍摄、走动、传输数据等功能。而未来的火星基地要承担的任务则更为復杂，比如生产火箭的回程燃料、制造液态水和空气等，现有的同位素热电机和太阳能都远远不能满足这样的能源需求。

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因此，NASA才想研发供电量更大的迷你核反应堆来解决这一问题。

当然，这并非人类第一次制造太空核反应堆了。从上个世纪70年代到21世纪初期，苏联和美国都研发过太空核反应堆，但是它们结构復杂、造价高昂，而且进入宇宙后不能适应恶劣的太空环境，比如前苏联的TOPAZ、美国的SNAP-10A，前者由于发射火箭失控导致核反应堆掉入太平洋，而后者由于稳压器故障导致无法发电。

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而Kilopower则化繁为简，使用简单的结构设计，一方面降低成本——预算仅2千万美元，一方面试图降低错误率。

其中最古老的部分当属Kilopower的发动机——1816年就问世的斯特林发动机，这种发动机采用封闭式循环，所以不受气压的影响，有利于抵御火星上不稳定的气压、沙尘暴。此外，冷却装置也使用最简单的伞状散热器，充分利用火星表面常年-55摄氏度的低温。

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值得一提的是，此次采用最简单部件，牺牲的就将是能量转化效率，这是斯特林发动机存在的先天劣势，也是2个世纪来该发动机并未大规模普及的原因之一，封闭式的环境意味着无法添加润滑油，摩擦力必然加大，热量损失自然也大，而能量转化率这一点也是NASA只字未提的部分。不过，目前阶段如果能够成功在火星上使用，哪怕只有5%的转化率已经是前所未有的成功了。

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据悉，NASA在去年9月刚刚建成第一座Kilopower测试堆。目前NASA还只是对该装置的各个组成部分进行测试，包括核裂变反应堆、冷却器等，以确定每个部件的性能，现在正在测试反应堆的堆芯，截止目前测试均非常顺利。NASA预计将于下月底完成全部的组件测试，随后将在今年3月开始，在模拟火星的环境中进行整套装置的全动力测试。