NASA KRUSTY反应堆：开启深空探索新纪元

NASA KRUSTY反应堆：开启深空探索新纪元

引用

nasa

等

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来源

1.

https://science.nasa.gov/image-article/page/1127/

2.

https://www.nasa.gov/space-technology-mission-directorate/tdm/fission-surface-power/

3.

https://www.universetoday.com/170071/a-commercial-tie-up-bring-high-energy-nuclear-electric-propulsion-closer-to-reality/

4.

https://www.spacenukes.com/copy-of-products

5.

https://interestingengineering.com/space/us-firms-partner-nuclear-electric-propulsion

2018年，NASA成功完成了一项名为KRUSTY（Kilopower Reactor Using Stirling Technology）的核反应堆地面测试，这标志着人类深空探索即将进入一个全新的纪元。这项革命性的技术不仅能够为未来的月球和火星基地提供持续稳定的能源，更有望彻底改变我们探索外太阳系的方式。

KRUSTY反应堆的核心优势在于其创新的能量转换方式。它采用核裂变反应产生热量，然后通过斯特林循环将热能转化为电能。斯特林发动机通过气体在加热和冷却过程中的膨胀和压缩来驱动活塞，从而产生机械能，进而驱动发电机发电。

这种设计的最大亮点在于其高效性和可扩展性。KRUSTY的基本单元可以提供1-10千瓦的电力输出，而通过增加反应堆的数量或规模，可以轻松实现百千瓦级的功率输出。相比之下，目前广泛使用的放射性同位素热电机（RTG）的功率通常只有几百瓦到几千瓦，远远无法满足未来深空探测任务的需求。

在深空探测领域，KRUSTY反应堆的出现将为科学家们提供前所未有的能力。传统的太阳能电池板在远离太阳的环境中效率大幅降低，而RTG的功率又不足以支持复杂的科学任务。KRUSTY反应堆则完美解决了这一难题。

例如，在木星或土星等外太阳系探测任务中，KRUSTY可以为探测器提供持续稳定的电力供应，支持更强大的科学仪器和通信设备。这意味着探测器可以传输更多高清图像和科学数据，大大提升任务的科学价值。

更令人兴奋的是，KRUSTY反应堆还可以为新型的核电动推进系统提供电力。例如，Ad Astra Rocket Company正在开发的VASIMR（Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket）系统，就需要高达100kW的电力才能实现其高效的推进能力。这种推进系统可以显著缩短深空任务的旅行时间，为人类探索更远的宇宙铺平道路。

除了深空探测，KRUSTY反应堆在建立月球和火星基地方面也具有巨大的潜力。NASA计划在本十年末进行一次月球表面的KRUSTY反应堆示范任务，这将是人类首次在地球以外的天体上部署核反应堆。

月球和火星基地对能源的需求远超过传统的探测任务。基地需要持续的电力供应来维持生命支持系统、生产设施和科研设备的运行。KRUSTY反应堆不仅可以提供稳定的电力，其紧凑的设计和被动安全特性也使其非常适合在太空环境中运行。

KRUSTY反应堆的研发历程充满了挑战和创新。2018年，NASA和美国能源部（DOE）成功完成了地面原型测试，验证了其在正常和异常条件下的性能。目前，Space Nuclear Power Corporation正在开发12kW版本的KRUSTY反应堆，预计将在3年内实现飞行应用。

2021年，NASA和DOE联合发布了征求建议书，邀请美国企业参与设计一种可在本十年内发射的月球表面核反应堆。2022年6月，三家公司的设计方案被选中，预计最早在本十年末就能看到KRUSTY反应堆在月球表面的实际应用。

KRUSTY反应堆的出现，不仅是一项技术突破，更是一个新的开始。它将为人类探索深空提供源源不断的动力，让我们能够走得更远、看得更清、做得更多。随着技术的不断成熟，我们有理由相信，KRUSTY反应堆将成为未来深空探索任务中的“标配”设备，为人类开拓宇宙提供强大的能源支持。