(相关资料图)

撰文|小魔

自从人类成功点亮太空探索这个科技树，已经有不少东西被我们送上了月球，体积大点的有月球卫星、登月舱，小点的有着陆探测器、月球车等等。然而在英国工业巨头罗尔斯·罗伊斯（罗罗）准备送上月球的东西面前，这些可能都变成了“小打小闹”。因为这家公司准备在英国航天局的资助下，打造出一个小型核反应堆，并在2029年将其送至月球。自从与大家熟知的豪车品牌——劳斯莱斯汽车拆分以来，罗罗在全球以制造各种军用和民用发动机而闻名，但你可能不知道的是，这家工业巨头研发核反应堆也有70多年的历史了，并且它有众多小型核反应堆的应用案例。然而，无缘无故罗罗为什么要造个核反应堆送上月球呢？这其实并不完全算是异想天开，而是因为所有太空任务都需要依赖电源，如果有了核能的帮助，人类才有可能大幅增加未来月球任务的持续时间。目前大多数在地球附近运行的航天器都是采用太阳能电池板供电，但如果是那种准备在月球着陆，并至少运行两周以上的探测器或是机器人就必须要配有一套替代性电源。一方面替代电源可以维持设备的长时间运作，更重要的一方面是因为月球的气温环境与地球截然不同。在月球每个夜晚要持续很长一段时间，相当于14个地球日，而晚间的温度还会骤降至-183°C之低，这样持续的低温可能会对探测器的电池和内里的精密电子设备造成不可逆的损害，所以必须要准备足够的电力给设备做保暖。这其实跟我们电动车的电池包在一些非常寒冷的环境下，需要电池加热系统的配合，让电池维持在适宜工作温度，才能正常进行运行是一个道理。在月球探测器上，能够用作替代电源的通常是基于热辐射发电机的电源装置，其中钚等放射性元素的自然衰变可以为探测器提供工作电力，或者至少可以让设备维持足够的温度，以坚持到月球日出。然而，如果有一天我们的宇航员要在月球上建立科考站，在这里进行长时间的工作生活，无论是否有阳光，都需要在月球建立一个稳定的供电系统，时刻为科考站提供电力。这意味着仅依靠热辐射的发电系统是绝对不够用的，最好的办法是开发出类似于地球上用于家庭和军事用途的核裂变反应堆。这是在不依赖太阳能的前提下，人类于外太空能使用的制造大型能量的最靠谱技术。不过为了适应月球条件，它不需要像地球的核反应堆那么大的规模。月球基地+罗罗反应堆概念图所以，英国航天局去年就与罗罗签订了的一份价值为24.9万英镑（约合30.3万美元）的研究合同，由后者开展小型反应堆的设计。现在通过最新追加的290万英镑（约合350万美元）注资，它们计划建造出一个真正的反应堆，并在2029年将该反应堆送上月球。这样未来在月球上面建立的基地，就可以由该小型反应堆提供通信、生命维持、科学实验等所需的电力。这种小型反应堆是什么构造我们还不得而知，但上月初，罗罗曾在Twitter上预告了一种用于太空飞行的核反应堆的设计，而其当时曾提到过，这个设计也能用于月球上的基地。罗罗月球核反应堆的艺术概念图此外，现在已知的是新型模块化小型反应堆将在牛津大学、班戈大学、布莱顿大学、谢菲尔德大学先进制造研究中心（AMRC）和核能AMRC的共同助力下开发。该项目不仅包括建造反应堆，还包括将反应堆产生的热量转化为有用电能的技术。这些顶尖科研机构将会尝试解决小型核反应堆的三个关键问题：其一，如何产生热量；其二，如何传递热量和将热量转化为可用电能；其三，如何让反应堆装备在月球微重力环境中运行。当然我们可能还要为这项大胆而疯狂的计划先泼盆冷水，因为即便这些问题最终都顺利解决了，核反应堆被顺利制造出来，怎么把它送上月球仍是个世纪难题。全球还没有哪家航空航天制造商敢打保票，能用助推火箭把核反应堆发射到太空里，即便这种反应堆能从传统的又大又重变得足够轻巧紧凑。在过去，美国能源部资助过类似的设计研究，结果喜忧参半。只能说，如果有朝一日我们选对了正确的轻质制造材料、熟练的宇航员和强大的核裂变燃料，这种天马行空的幻想也许会比你想象的更快成为现实。截至目前，美国宇航局的阿尔忒弥斯计划是第一个人类将在月球建立常态化驻留机制的载人航天项目，它也将为未来的火星载人登陆任务铺就道路。其载人航天器预计要到2025年发射。这意味着，如果NASA和欧洲航天局能够坚持这个暂定时间表，宇航员们仅有四年时间来准备一个潜在的着陆点，以便在强制性载人月球基地上安置一个核动力系统。当下还没有消息表明，理论上有哪种助推火箭可以容纳这种性质的货物。不过可以肯定的是，罗罗的核反应堆要成功抵达月球，将取决于美国宇航局采用哪种太空发射系统，可能是block1B或block2，甚至也可能是特斯拉的SpaceX星际飞船。但不管是哪种，为了赶在最后期限前完成任务，罗罗和它的合作伙伴都得加把劲了。【END】

推荐内容