2017年11月17日
美国国家航空航天局(NASA)将于本月开始测试使用铀燃料的斯特林发动机,以便在未来的火星任务中使用。这项技术已经作为Kilopower项目的一部分被开发出来。
Kilopower反应堆可以生产1 - 10千瓦的电力,持续10年甚至更长时间。原型动力系统采用固体、铸铀235堆芯。反应堆热量通过被动的钠热管转移,然后用高效的斯特林发动机将热量转化为电能。这样的引擎利用热来制造压力,使活塞与发电机耦合,从而产生电能。
美国国家航空航天局位于克利夫兰的格伦研究中心(Glenn Research Center)管理着Kilopower项目的所有阶段,从设计和建造硬件,到阿拉巴马州亨茨维尔NASA马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)的贡献,通过开发测试计划和运行测试。美国国家核安全管理局(NNSA)位于田纳西州橡树岭的Y12国家安全中心正在提供反应堆核心。
美国国家航空航天局正在与美国能源部内华达国家安全部门合作,进行测试,该测试将在明年年初继续进行。Kilopower的硬件将经历一个长达28小时的全功率测试。
首席研究员马克·吉布森说:“即将到来的内华达测试将会回答很多技术问题,以证明这项技术的可行性,目标是将技术水平提高到5级。”他补充说,“这是一个真空环境下的面包板测试,在相关的条件下操作设备。”
项目负责人帕特里克·麦克卢尔Kilopower工作在洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)说:“一个空间核反应堆提供能量密度高的电源能够独立运行的太阳能或取向,和操作的能力在极其恶劣的环境中,比如火星表面。”
LANL首席反应堆设计师戴维·普斯顿(David Poston)补充道:“我们正在测试的反应堆技术可能适用于多个NASA任务,我们最终希望这是裂变反应堆的第一步,以创造出一个真正雄心勃勃、鼓舞人心的太空探索的新范式。”简单对于任何一流的工程项目来说都是必不可少的——不一定是最简单的设计,而是通过设计、开发、制造、安全和测试找到最简单的方法。
美国国家航空航天局空间技术任务理事会的能源和能源存储主要技术的Lee Mason说:“Kilopower测试项目将使我们相信这项技术已经为太空飞行的发展做好了准备。”我们将检查分析模型,以验证硬件的运行情况。
太空任务需要可靠的、持久的动力源,一旦它们进入太空,并进行动力实验和设备,它们都将用于推进。放射性同位素热电发生器(RTGs)已被广泛应用于卫星和其他太空飞行器如火星探测车“好奇号”上的电源。然而,几乎所有的RTGs通常都是由钚- 238驱动的,现在供应不足。
梅森说:“我们正在努力做的是给太空任务提供一个超过RTGs的选项,而RTGs通常能提供几百瓦左右的电能。”我们在火星上所做的所有伟大的事情,以及我们在这个星球上需要做的事情,最大的不同就是力量。这项新技术可以提供千瓦时,并最终能提供数百千瓦,甚至兆瓦的电力。