美国宇航局即将完成其裂变表面动力学项目的初始阶段，该项目的重点是开发小型发电核裂变反应堆的概念设计，该反应堆可用于未来的月球演示，并为未来的火星设计提供信息。
美国宇航局在 2022 年为每个商业合作伙伴授予了三份价值 500 万美元的合同，以开发初始设计，包括反应堆; 其功率转换、散热、电源管理和配电系统; 估计费用; 以及一项发展计划，该计划可以为人类在月球表面持续存在至少十年铺平道路。
核动力源需要在月球上展示，以证明它是一种安全，清洁，可靠的选择，“美国宇航局华盛顿总部空间技术任务理事会技术演示任务计划主任特鲁迪·科尔特斯说。
从技术角度来看，月球的夜晚是具有挑战性的，因此拥有像这种独立于太阳运行的核反应堆这样的能源是月球上长期探索和科学工作的有利选择。 ”
虽然太阳能发电系统对月球有限制，但核反应堆可以放置在永久阴影区域（可能有水冰的地方）或在月球上的夜间（14个半地球日）连续发电。
美国宇航局对这个初始反应堆的设计要求是开放和灵活的，以保持商业合作伙伴为技术审查带来创造性方法的能力。
有多种方法; 它们彼此非常独特，“美国宇航局克利夫兰格伦研究中心裂变表面动力学项目经理Lindsey Carldon说。 “我们故意不问他们太多，因为我们希望他们跳出框框思考。 ”
然而，美国宇航局确实规定反应堆的重量应保持在6吨以下，能够产生40千瓦（kW），确保有足够的电力用于演示目的，并提供额外的电力来运行月球栖息地、漫游车、备用电网或科学实验。 在美国，平均 40 kW 可以为 33 户家庭提供电力。
美国宇航局还设定了一个目标，即反应堆应该能够在没有人为干预的情况下运行十年，这是其成功的关键。 安全性，特别是在辐射剂量和屏蔽方面，是该设计的另一个关键驱动因素。
除了设定的要求外，合作伙伴还设想了如何远程启动和控制反应堆。 他们确定了潜在的故障，并考虑了不同类型的燃料和配置。 让地面核电公司与具有太空专业知识的公司合作可以产生广泛的想法。
美国宇航局计划延长第一阶段的三份合同，以在第二阶段之前收集更多信息，届时将邀请该行业设计最终反应堆以在月球上进行演示。 卡尔顿说，这些额外的知识将帮助该机构制定第二阶段的要求。
我们从三个合作伙伴那里得到了很多信息，“卡尔顿说。 “我们必须花一些时间来处理所有这些问题，看看进入第二阶段的意义是什么，并充分利用第一阶段来确定设计低风险系统的要求。 ”
第二阶段计划于2025年进行公开招标。
在第二阶段之后，将反应堆运送到发射台的目标日期是 2030 年代初。 在月球上，反应堆将完成为期一年的演示，然后运行九年。 如果一切顺利，反应堆设计可能会更新，以便在火星上使用。
除了为第二阶段做准备外，美国宇航局最近还与劳斯莱斯北美技术公司、布雷顿能源公司和通用电气公司签订了莱顿电力转换器的合同。
核裂变产生的热能必须转化为电能才能使用。 布雷顿变流器通过利用热量差来旋转变频器内部的涡轮机来解决这个问题。 然而，目前的布雷顿转换器浪费了大量的热量，因此美国宇航局已要求公司提高这些发动机的效率。
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