月球的夜晚长达14个地球日 ，温度可低至零下173摄氏度。在这样的环境下 ，任何依赖太阳能的设备都会陷入沉寂 。但到2030年，人类将用一种前所未有的方式照亮这片黑暗：在月球表面建造一座核反应堆 。
1月13日 ，美国国家航空航天局和美国能源部正式签署谅解备忘录 ，重申双方将在2030年前联合开发并部署裂变表面动力系统。这标志着人类太空探索进入了一个新纪元，核能将成为支撑长期月球驻留和深空探索的关键基础设施 。
这不是科幻小说，而是一项已经进入实质性开发阶段的工程 。NASA太空技术任务理事会裂变表面动力项目已经选定了三家承包商 ，分别是洛克希德·马丁 、西屋电气和IX公司的联合团队 ，来设计这个40千瓦级的月球核反应堆系统。
为什么月球需要核反应堆
在地球上，我们很难想象没有持续电力供应的生活会是什么样。但在月球上 ，这正是最大的挑战之一 。
月球的自转周期约为29.5个地球日 ，这意味着月球上的一个昼夜循环相当于地球上的一个月 。在长达14天的月夜期间，太阳能电池板完全无法发电。即使在月昼期间 ，月球表面的尘埃堆积和温度剧烈波动也会严重影响太阳能系统的效率 。
阿尔忒弥斯计划的目标是在月球南极附近建立永久性基地 。那里的一些环形山边缘可以获得近乎持续的阳光 ，但大部分区域仍然面临长时间的黑暗。如果没有稳定的电力供应，宇航员的生命维持系统 、科学实验设备和资源开采设施都无法正常运转 。
该系统无需加油 ，即可提供多年持续、免维护的电力 。（示意图） 盖蒂图片社
核裂变反应堆完美地解决了这个问题。NASA在新闻稿中表示，裂变表面动力系统能够产生安全 、高效和充足的电力 ，并且无需补充燃料即可运行多年 。更重要的是 ，它不受阳光 、温度或月尘的影响，可以在月球表面的任何位置提供持续稳定的电力 。
NASA新任局长贾里德·艾萨克曼强调，部署月球表面反应堆将为未来的持续月球任务提供充足的电力 ，这是建立月球基础设施所需的关键能力。通过在月球上建立电网 ，各机构可以支持生命维持系统、实验室和资源开采活动，这些都是受间歇性电源限制无法实现的 。
40千瓦的功率听起来可能不大 ，大约相当于30个美国家庭的平均用电量 。但在月球环境下 ，这已经足够支撑一个小型基地的运转。作为对比，国际空间站的太阳能电池板系统产生的电力约为120千瓦 ，但它需要巨大的太阳能板阵列和复杂的能量储存系统。
技术挑战与历史传承
将核反应堆送上月球并非易事 。反应堆必须足够小巧和轻便才能用火箭运输 ，同时又要足够坚固以承受发射时的巨大冲击和振动 。它还需要能够在月球表面的极端温度和辐射环境下可靠运行，并且最好能够自主运转 ，减少对地球控制的依赖。
根据NASA的要求 ，月球反应堆系统的总质量不能超过6000公斤，必须适配标准的12米长有效载荷整流罩 。反应堆堆芯的设计寿命至少为10年 ，能够在没有人类干预的情况下安全运行 。
NASA和能源部在核能太空应用方面有着悠久的合作历史。早在阿波罗计划期间 ，宇航员就在月球表面部署过放射性同位素热电发电机，为实验设备提供电力 。随后的深空探测任务，包括旅行者号、卡西尼号和好奇号火星车 ，都使用了放射性同位素电源 。
但裂变反应堆与放射性同位素电源有着本质区别。放射性同位素电源利用放射性物质自然衰变产生的热量发电 ，功率通常只有几百瓦 。而裂变反应堆通过主动控制核裂变链式反应来产生热量，可以提供数十千瓦甚至更高的功率 。
美国能源部长克里斯·赖特表示 ，历史表明 ，从曼哈顿计划到阿波罗计划，当美国的科学和创新结合在一起时 ，我们国家引领世界到达曾经被认为不可能的新领域。
值得注意的是 ，美国并非唯一有此雄心的国家 。俄罗斯国家航天局此前也宣布计划在未来十年内在月球表面建造核电站 。中国同样在推进空间核能技术的研发。月球核能的竞赛已经悄然展开。
按照当前的时间表，承包商需要在2029年底前准备好可以发射的反应堆系统 。这意味着留给工程师们的时间只有不到四年 。从设计 、制造 、测试到获得发射许可 ，每一个环节都充满挑战。
但正如艾萨克曼所说 ，美国致力于重返月球，建设长期驻留的基础设施 ，并进行必要的投资 ，以实现向火星及更远星球的下一个巨大飞跃 。要实现这一未来，就需要利用核能 。
月球距离地球约38.4万公里，它通过稳定地球的轴倾角和调节海洋潮汐 ，在地球环境中发挥着重要作用。在月球上建立一个由可靠能源支持的研究基地 ，不仅有助于研究月球本身，更是人类走向深空的关键一步 。当第一座月球核反应堆点亮时 ，它照亮的不仅是月球的黑夜 ，更是人类星际文明的未来 。
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希望本篇文章《美能源部和宇航局签署备忘录，重申在2030年前开发月球核反应堆》能对你有所帮助！
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