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近日，美国《太空新闻》网站报道了一项中国航天界的重大成就：一座用于在外层空间提供电力和推进的核反应堆已通过全面性能评估。这台核反应堆由中国科学院设计，可产生1兆瓦的电力用于航天器供电和推进。不过报道中并没有提供这套核动力系统的技术细节，也没有透露未来应用的计划。根据香港《南华早报》的报道，该项目于2019年启动，在去年已经完成了原型设计，一些部件已经建造完毕。 这款兆瓦级太空核反应堆的意义十分重大：它是人类进行深空活动必然需要的技术之一。对于像建设火星基地这样的任务，如果采用现有的化学能火箭，即使中国最大的长征5号，一次也就能发射6吨左右去火星。这是因为，对于深空任务来说，火箭的比冲比推力更加重要。比冲越高，需要的燃料越少，比冲越低，则大部分推力都用来加速燃料了，有效载荷必然很低。  根据2019年发表在我国学术期刊《原子能科学与技术》上的一篇论文透露，我国正在研制基于1兆瓦核电源的大功率霍尔电推进系统。化学能火箭中比冲最高的氢氧发动机，最高比冲不过400多秒，而我国研制的大功率霍尔电推比冲接近4000秒，差了一个数量级，两者携带的燃料量也差了一个数量级。 按照这篇论文的描述，将30吨货送到火星，只需要消耗3.9吨燃料。这个优势是非常巨大的。有人也许说电推进的一个特点是比冲高，推力小，1Mw电功率产生的推力也不过25-50N，加速比较缓慢，是不是到达火星的时间会很长。霍尔电推是推力小，但架不住加速时间长。 按照论文计算，霍尔推进器从地球到火星需要203天。而我国天问1号从发射到进入火星轨道的时间是202天，两者基本相同。而且距离越远，电推进优势越大，如果以后要探索更远的行星，电推进几乎是唯一的选择。前年，我国已经公布了采用这种推进方案的海王星轨道探测远景规划。  太空核电源并不是什么新概念，美国和前苏联在太空核电源上都有大量的探索和应用，但是他们的方案最大功率只有几十千瓦，根本无法与我国这个1兆瓦的核反应堆相提并论。传统上，太空核电源有两条技术路线：一条是采用放射性同位素温差发电，功率较小，为几十至几百瓦，美国已经大量应用的方案基本都是这个技术路线，我国的“玉兔二号”月球车也携带有一个基于钚238的同位素温差发电机（或者称电池）；前苏联和俄罗斯则使用核反应堆电源，但是最大功率只有几十千瓦。 美国宇航局正在研制的大功率太空核推进装置有多种路线，有的通过核反应堆发热直接“烧开水”，将携带的水加热到超高温，使水分子等离子化，并以极高的速度从喷口喷出去，产生反作用力。有的则是用核反应堆加热斯特林发动机，并带动发电机发电。 目前我国主要走的是第二种路线。顺带说一句，去年底，我国船舶重工集团公布了300Kw级大功率斯特林发动机，并且说未来将把功率提升到MW级。如果跟这款小型核反应堆搭配的话，可以成为传说中的小虎鲸的理想动力。  当然，太空核反应堆的实际应用还有很多问题需要解决，比如说在发射过程中如何防止发射失败造成的核燃料对地球大气层和地表的污染。1978年1月24日，苏联“宇宙”954号核动力卫星发生故障，逐渐坠入大气层燃烧，未燃尽的带有放射性物质的卫星碎片散落在加拿大境内，造成了严重污染。1983年1月“宇宙”1402号核动力卫星又发生类似故障,核反应堆舱段在南大西洋上空再入大气层时完全烧毁。 这是未来我们发射太空核反应堆时必须要解决的问题，因为比起前苏联的那些最高功率只有几十瓦的微型核反应堆，我国这个1兆瓦核反应堆所需核燃料要多得多。但是，随着技术的进步，航天器的可靠性已经不再那么糟糕，出事的概率会降到可以承受的地步。未来，引领人类进入太空的文明升级过程，中国必然占有重要的一席之地。
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