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电源|美国NASA计划启动月面反应堆电源项目

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电源|美国NASA计划启动月面反应堆电源项目
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近期 ， 美国家航空航天局（NASA）和能源部公布了月面反应堆电源项目的方案征集信息 ， 计划2022年启动项目 ， 2028年底完成地面样机和飞行样机研制 。 月面反应堆电源将为载人登月任务的月球表面基地提供能源支持 ， 大幅提升宇航员在月球表面开展任务的能力 ， 实现人类在月球表面的长期驻留 。
一、项目背景
研制月面反应堆电源 ， 是美国近年来力推载人登月背景下的一项重大举措 。 1969年～1972年 ， 美国完成6次载人登月 ， 此后 ， 载人航天活动仅停留在国际空间站 。 21世纪初以来 ， 美国每届政府都申明了载人登上月球、火星的远景目标 。 特朗普政府启动了“阿尔忒弥斯”计划 ， 确定2024年为首次登月时间 ， 还计划后续在月球建立基础设施 ， 实现宇航员在月球表面长期作业 ， 为未来载人火星任务做技术储备 。
在月球、火星表面 ， 因月夜、火星尘暴等因素 ， 太阳能电池运行连续性受到严重限制 ， 难以可靠支持宇航员长时间停留 。 在过去十多年的载人探月、探火规划中 ， 美国一直将反应堆电源作为月球、火星等星体表面基地能源供应的首选 ， 确定电源功率40千瓦 。 “阿尔忒弥斯”计划启动后 ， 2019年 ， NASA决定将在2026年运行月面反应堆电源 。 时任总统特朗普2020年12月16日签署《有关太空核电源与核推进的国家战略总统备忘录》 ， 将月面反应堆电源列为太空核系统的四项发展目标之一 ， 示范运行时间调整到2027年 。
二、基本情况
NASA和能源部此次向工业界发布方案征集信息 ， 表明月面反应堆电源项目即将从筹备阶段进入实质性研发阶段 ， 根据目前计划可在本世纪20年代末期发射 。
设计目标 。 反应堆电源设计功率为40千瓦 ， 可在月球环境下连续运行至少10年 ， 能耐受发射和着陆的结构负荷；折叠后可装入直径4米、长6米的圆柱体空间内 ， 总质量不超过6吨；可多次自动启动和关闭；可支持0～100%功率范围的用户负载 ， 单点故障最小化并在发生故障后至少提供5千瓦电力输出；可在着陆器上运行或移动到其他地点运行 。
实施计划 。 项目计划分两阶段进行：第一阶段开展研制方案规划和工程设计 。 NASA将在2022年初选择多家企业开展为期1年的工作 ， 完成月面反应堆电源工程设计 ， 详细拟定地面样机和飞行样机的研制计划 。 第二阶段开展地面样机和飞行样机研制 。 NASA将在第一阶段完成后再次通过方案征集 ， 选择具有技术、价格优势的最佳企业 ， 在2028年12月以前交付一台地面样机和一台经过鉴定的飞行样机 。

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