一、项目最新动态
西屋电气公司于上周正式对外宣布,美国国家航空航天局(NASA)与能源部共同授予该公司一份合同,旨在推动裂变表面电源(FSP)项目下月球微反应堆概念的持续开发。这一合同的授予,标志着西屋电气在月球能源探索领域迈出了重要一步。
这份新合同由负责为NASA管理FSP项目的爱达荷国家实验室(Idaho National Laboratory)具体颁发。依据合同内容,西屋电气将基于其在第一阶段已完成的设计工作展开后续任务,重点涵盖对设计方案的优化完善,以及针对关键技术元素启动测试工作。西屋电气公司在相关声明中明确指出:“FSP项目的持续推进,将有力协助NASA达成在未来十年内实现月球演示的目标。”
二、项目前期历程
1. 首次授奖情况
回溯至2022年6月,西屋电气公司携手合作伙伴Aerojet Rocketdyne,从众多竞争者中脱颖而出,成功跻身三家获奖者之列,获得了500万美元的资金支持,用于开展FSP项目第一阶段的设计研发工作。
该阶段对于月球微反应堆有着明确的初步规格要求:在至少10年的使用寿命期间,末端需持续输出功率不低于40千瓦(kWe),以确保能为月球基地的各类设备与任务提供稳定可靠的能源供应;整个系统需能够紧凑地安装于直径4米、长度6米的收纳筒内,这主要是考虑到太空运输空间的有限性,需尽可能压缩反应堆体积;同时,整个系统质量不得超过6公吨,严格控制质量有助于降低太空发射成本以及月球着陆难度;此外,该系统需具备高度自主性,能够从月球着陆器甲板或者允许反应堆移至月球其他地点的独立移动系统上进行自主运行,以适应月球复杂多变的地形与任务需求。
值得一提的是,当时一同被选中执行第一阶段工作的公司还包括洛克希德·马丁公司(与BWX Technologies和Creare合作)以及IX公司(Intuitive Machines和X - energy的合资企业,与Maxar和波音公司合作)。这显示出在月球微反应堆这一前沿领域,众多实力强劲的企业纷纷参与角逐,形成了激烈的竞争态势。
2. 合同延期与后续规划
NASA于2024年1月发布的文章表明,该机构做出将三份第一阶段合同延期的决策,目的在于在进入第二阶段之前收集更为全面的信息。第二阶段对于整个项目意义重大,届时NASA将向行业公开征求设计最终反应堆的方案,旨在选出最具可行性与创新性的设计,以实现月球上的实际演示。据NASA透露,第二阶段的公开招标预计将于2025年正式启动。这一规划体现了NASA对于项目的严谨态度,通过分阶段推进、逐步完善的方式,确保最终月球微反应堆的设计与实现能够满足太空探索的高标准要求。
三、技术方法与创新
1. 技术要点
为了使微反应堆能够在月球极端环境下稳定运行,满足宇航员生存以及各类任务的能源需求,必须具备高度的弹性与质量效率。西屋电气公司提出的FSP设计方案,是其eVinci微反应堆的缩小版。eVinci微反应堆本身是一种钠冷却的5兆瓦(MWe)热管微反应堆,这种设计具备诸多优势。
钠冷却剂具有良好的热传导性能,能够高效地将反应堆产生的热量传递出去,确保反应堆在运行过程中保持适宜的温度,避免因过热而导致安全问题。热管技术则进一步优化了热传递过程,提高了系统的热效率与稳定性。西屋电气公司计划在爱达荷国家实验室以实验规模对这一缩小版的FSP设计进行全面测试,通过模拟月球环境下的各种工况,验证其性能与可靠性。
2. 合作拓展
早在2022年6月,西屋电气公司便宣布,将在专注于设计月球着陆器和月球车的公司Astrobotic的额外支持下,共同完成第一阶段合同。一年后,双方通过一份“探索合作”谅解备忘录进一步确认并深化了这一合作关系。该备忘录不仅涉及NASA的相关项目,还拓展到国防部空间技术项目的合作。这种跨领域、多主体的合作模式,整合了各方在太空技术、工程设计、资源调配等方面的优势,为项目的顺利推进提供了有力保障。
四、行业影响与战略意义
1. 行业影响
从行业角度来看,月球微反应堆项目的推进将对整个太空能源领域产生深远影响。一方面,它激发了众多企业加大在太空核能源技术研发上的投入,推动行业内技术创新与竞争。众多企业在参与FSP项目不同阶段的过程中,不断探索新的设计理念、材料应用与技术工艺,有望带动整个太空核能源技术的快速发展。
另一方面,项目的实施也将促使相关标准与规范的逐步完善。随着月球微反应堆技术从理论设计走向实际应用,对于安全性、可靠性、性能指标等方面的标准制定将成为行业发展的关键,这将引导整个行业朝着更加规范化、标准化的方向迈进。
2. 战略意义
对于NASA的阿尔忒弥斯任务而言,月球微反应堆项目具有举足轻重的战略意义。阿尔忒弥斯任务旨在重返月球并建立长期存在的月球基地,为后续的火星探索等更深远的太空任务奠定基础。可靠的能源供应是实现这一目标的关键前提。
月球微反应堆若能成功部署并稳定运行,将为月球基地提供持续、充足的电力,满足基地内生命保障系统、科研设备运行以及各类建设活动的能源需求。这不仅有助于提升人类在月球表面的生存能力与活动范围,还为未来的深空探索积累宝贵的技术与经验。
西屋电气公司在这一项目中的角色至关重要。正如西屋政府服务公司总裁理查德·拉德马赫所说:“这份合同充分体现了我们与NASA的紧密合作,以及我们在FSP项目上所取得的显著进展,这将为阿尔忒弥斯任务赋予关键的战略能力。”西屋电气凭借其在核能领域的深厚技术积累与创新能力,有望在未来几年内,按照计划在这一重要的NASA计划下,成功测试并展示其专有的微反应堆技术,为月球探索乃至整个太空探索事业注入新的活力。