时间:2022-12-07 17:05:08来源:搜狐
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去年,美国国家航空航天局在一个核电项目中,利用斯特林技术(简称Krusty)成功地测试了一个名为千功率的新型核能发电机。该核能发电机在2017年11月至2018年3月期间进行了一系列测试,最终进行了全功率试验,测试结果证明了其有效性和安全性。从那时起,航天局一直在检验这项技术的飞行试验。
目前人类任何太空任务的关键限制因素之一就是航天器能产生多大的电能。太阳能电池板的普及应用,是因为它们相对低廉的成本,而且太阳系内部的阳光充足。而现在一种被称为放射性同位素热电发电机的核电池是太阳系外部的首选电源,航天器若计划达到木星或更为深邃的太空,因为那里的太阳光很暗,就必须使用这种核能供电。
太阳能电池板和RTG都能产生如此多的电力,但使用场景将不同。此外,RTGS使用的钚238燃料供应不足。它的生产过程既昂贵又耗时。
相比之下,一个千功率单位使用现成的铀235,似乎是一个很好的解决方案。此外,美国国家航空航天局测试的这套装置可以输出一整千瓦的电力。航天局将能够生产出能产生10千瓦电的成组模型。目前,为探索冥王星和最近被称为Ultima Thule的柯伊伯带天体的新地平线空间探测器供电的RTG输出的功率仅为245瓦。
千功率技术有许多应用。早期的一个用途是在月球和火星表面为电池驱动的"漫游者"提供充电站,从而消除了对太阳能电池板的依赖。月球上的月球车,也可以充电并在月球夜间运行,而不必进入睡眠模式,因为目前中国的嫦娥4号必须这样做,白天工作夜间休眠。
几千瓦的集群发电机组可以为月球基地或火星前哨提供足够的电力。这项技术正好符合美国宇航局目前重返月球并在月球上建立永久存在的计划。
科学家们对千功率技术在外太阳系探测中的作用特别兴奋。几乎每一艘前往木星和其他地方的航天器都使用了RTG。千功率不仅能够扩大深空探测器的能力,而且可以发射更多的探测器,因为燃料将不再是一个限制因素。千功率不仅能为航天器提供动力,而且能为电动火箭提供能量。
几种类型的电动火箭使用电的电离形成推进剂。电动火箭提供低但持久的推力,随着时间的推移加速到巨大的速度,这使它们适合于外行星的探索。使用了电动火箭的航天器,如美国宇航局的"黎明"号小行星带任务,已经使用太阳能电池板作为动力源。
千功率可以实现一长串的任务。例如,美国国家航空航天局想将探测器送入天王星和海王星的轨道。航天局还希望更近距离、更广泛地观察土星的卫星土卫六和土卫二。
美国国家航空航天局已经设想了大量的地球应用于千功率技术。一个千功率单元可以为偏远的军事基地、电网故障的救灾行动以及无人驾驶的海底车辆提供电力。
当然,仅仅因为技术是可用的并不意味着它将被充分利用。太空任务的资金来源和它们的电力来源一样多。美国同样将不得不为千功率技术所能实现的科学发现之旅提供更为庞大的资金。
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