美國宇航局即將完成其裂變表面動力學專案的初始階段，該項目的重點是開發小型發電核裂變反應堆的概念設計，該反應堆可用於未來的月球演示，並為未來的火星設計提供資訊。
美國宇航局在 2022 年為每個商業合作夥伴授予了三份價值 500 萬美元的合同，以開發初始設計，包括反應堆; 其功率轉換、散熱、電源管理和配電系統; 估計費用; 以及一項發展計畫，該計畫可以為人類在月球表面持續存在至少十年鋪平道路。
核動力源需要在月球上展示，以證明它是一種安全，清潔，可靠的選擇，“美國宇航局華盛頓總部空間技術任務理事會技術演示任務計畫主任特魯迪·科爾特斯說。
從技術角度來看，月球的夜晚是具有挑戰性的，因此擁有像這種獨立於太陽執行的核反應堆這樣的能源是月球上長期探索和科學工作的有利選擇。 ”
雖然太陽能發電系統對月球有限制，但核反應堆可以放置在永久陰影區域（可能有水冰的地方）或在月球上的夜間（14個半地球日）連續發電。
美國宇航局對這個初始反應堆的設計要求是開放和靈活的，以保持商業合作夥伴為技術審查帶來創造性方法的能力。
有多種方法; 它們彼此非常獨特，“美國宇航局克利夫蘭格倫研究中心裂變表面動力學專案經理Lindsey Carldon說。 “我們故意不問他們太多，因為我們希望他們跳出框框思考。 ”
然而，美國宇航局確實規定反應堆的重量應保持在6噸以下，能夠產生40千瓦（kW），確保有足夠的電力用於演示目的，並提供額外的電力來執行月球棲息地、漫遊車、備用電網或科學實驗。 在美國，平均 40 kW 可以為 33 戶家庭提供電力。
美國宇航局還設定了乙個目標，即反應堆應該能夠在沒有人為干預的情況下執行十年，這是其成功的關鍵。 安全性，特別是在輻射劑量和遮蔽方面，是該設計的另乙個關鍵驅動因素。
除了設定的要求外，合作夥伴還設想了如何遠端啟動和控制反應堆。 他們確定了潛在的故障，並考慮了不同型別的燃料和配置。 讓地面核電公司與具有太空專業知識的公司合作可以產生廣泛的想法。
美國宇航局計畫延長第一階段的三份合同，以在第二階段之前收集更多資訊，屆時將邀請該行業設計最終反應堆以在月球上進行演示。 卡爾頓說，這些額外的知識將幫助該機構制定第二階段的要求。
我們從三個合作夥伴那裡得到了很多資訊，“卡爾頓說。 “我們必須花一些時間來處理所有這些問題，看看進入第二階段的意義是什麼，並充分利用第一階段來確定設計低風險系統的要求。 ”
第二階段計畫於2025年進行公開招標。
在第二階段之後，將反應堆運送到發射台的目標日期是 2030 年代初。 在月球上，反應堆將完成為期一年的演示，然後執行九年。 如果一切順利，反應堆設計可能會更新，以便在火星上使用。
除了為第二階段做準備外，美國宇航局最近還與勞斯萊斯北美技術公司、布雷頓能源公司和通用電氣公司簽訂了萊頓電力轉換器的合同。
核裂變產生的熱能必須轉化為電能才能使用。 布雷頓變流器通過利用熱量差來旋轉變頻器內部的渦輪機來解決這個問題。 然而，目前的布雷頓轉換器浪費了大量的熱量，因此美國宇航局已要求公司提高這些發動機的效率。
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