美国宇航局即将完成其裂变表面动力项目的初始阶段，该项目的重点是开发小型发电核裂变反应堆的概念设计，该反应堆可在未来的月球演示中使用，并为未来的火星设计提供信息。
NASA在2022年授予了三份价值500万美元的合同，要求每个商业合作伙伴开发包括反应堆在内的初始设计;其功率转换、散热、功率管理和分配系统;预计费用;以及一个可为人类在月球表面持续存在至少十年铺平道路的开发计划。
“需要在月球上展示核动力源，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项目主任特鲁迪·科尔特斯说。
“从技术角度来看，月球之夜具有挑战性，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一个有利选择。”
虽然太阳能发电系统在月球上存在局限性，但核反应堆可以放置在永久阴影区域(那里可能有水冰)或在月球夜晚(14个半地球日长)连续发电。
NASA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。
“有各种各样的方法;它们彼此都非常独特，”美国宇航局克利夫兰格伦研究中心裂变表面动力项目经理林赛·卡尔登说。“我们故意没有给他们太多要求，因为我们希望他们能够跳出框框思考。”
然而，NASA确实规定反应堆的重量应保持在6吨以下，并能够产生40千瓦(kW)的电力，确保有足够的电力用于演示目的，并为运行月球栖息地、漫游车、备用电网或科学实验提供额外的电力。在美国，平均40kW可为33个家庭提供电力。
美国宇航局还设定了一个目标，即该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，尤其是辐射剂量和屏蔽方面的安全性，是设计的另一个关键驱动因素。
除了设定的要求之外，合作伙伴还设想了如何远程启动和控制反应堆。他们识别了潜在的故障并考虑了不同类型的燃料和配置。让地面核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，以便在第二阶段之前收集更多信息，届时将邀请业界设计最终的反应堆以在月球上进行演示。卡尔登说，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获得了很多信息，”卡尔登说。“我们必须花一些时间来处理这一切，看看进入第二阶段的意义何在，并从第一阶段中征取最好的成果，以确定设计一个低风险系统的要求。”
第二阶段计划于2025年进行公开招标。
第二阶段之后，将反应堆运送到发射台的目标日期是2030年代初期。在月球上，反应堆将完成为期一年的演示，然后是九年的运行。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之外，美国宇航局最近还授予劳斯莱斯北美技术公司、布雷顿能源公司和通用电气公司开发布雷顿功率转换器的合同。
核裂变产生的热能在使用前必须转化为电能。布雷顿转换器通过利用热量差异来旋转转换器内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各公司提高这些发动机的效率。
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