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劳斯莱斯研发微型核反应堆,为月球和火星采矿提供核动力

英国工业巨擘劳斯莱斯(Rolls-Royce)正在开发一种微型核反应堆,主要为月球甚至火星上的采矿作业提供动力。

《星期日邮报》近日援引劳斯莱斯部门负责人戴夫·戈登(Dave Gordon)称,公司正在研究微型核反应堆如何在太空中高速推进火箭。

同时,劳斯莱斯正在调研这项技术是否可部署外太空,为月球采矿的钻探、加工和储存提供能源。月球上有着丰富的自然资源,包括可以转化为火箭燃料的水、用于生产能源和制造返回地球的电气产品的金属以及各种稀有元素。

一旦研究认为可行,劳斯莱斯可能会寻找火箭和采矿方面的专家作为合作伙伴。“核技术最终可能是为火星采矿铺平道路。”戈登补充道。

更为大众所熟悉的劳斯莱斯可能是那个全球闻名的豪华汽车品牌,但该公司本身是英国著名的老牌发动机研制公司、世界三大航空发动机生产厂商之一、全欧洲最大的航空发动机制造商、英国皇家海军核潜艇舰队的发动机指定提供商。其主业是生产各种型号的船舶、航空发动机及核潜艇的核动力装置,在利用和转变核能方面具有丰富的经验。近年来,劳斯莱斯公司计划在英国建设10-15座的小型模块化核电站,预计到了2050年,可带来520亿英镑的价值,并增加40000个工作机会。据悉,第一座小型模块化核反应堆(SMR)将在2029年运行。

今年8月,劳斯莱斯首席执行官沃伦·伊斯特(Warren East)曾表示,随着世界向零碳能源的转变,在未来十年中,小型核反应堆可能成为劳斯莱斯最大的业务。

劳斯莱斯工厂今年1月,英国航天局和劳斯莱斯公司宣布将共同研制核动力航天器发动机。两家机构预测,如果研发成功,核动力航天器发动机的效率可能是目前所使用的化学发动机的两倍,可以将前往火星的时间缩短到3到4个月。据悉,核推进技术曾被美国宇航局(NASA)称为"改变深空探索游戏规则的技术"。它包括引导原子分裂时释放的能量,以巨大的速度加速推进器。

英国航天局首席执行官格雷厄姆·特诺克博士表示,在太空中使用核能是“一项具有革命性意义的概念,使人类在进入火星之后可以解锁未来的深空探索任务,这一切均离不开更好的动力技术。”

戴夫·戈登在伦敦国防和安全设备国际军火交易会上说道:“如果几年前我们进行了这样的对话,你会困惑地看着我。但现在,由于贝佐斯的Blue Origin和马斯克的SpaceX等公司所做的工作,劳斯莱斯的太空堆计划突然变得不仅可信,而且实际上也存在一定的需求。”

他强调,劳斯莱斯公司是这个星球上唯一一家从事机械、电气和核业务的公司,也是唯一一家完成核能力完整端到端生命周期的公司。

同时,戈登表示劳斯莱斯可以借鉴其为英国皇家海军开发核动力潜艇60年的经验,潜艇与航天器相似,因为它们是“无空气呼吸的环境,持久耐用,超级可靠,具有非常密集的电源”。

除了可以缩短穿越太空的时间,核动力发动机还可以使宇航员进入深空的旅程更加安全。太空辐射可能会使宇航员面临巨大的辐射病风险,癌症、中枢神经系统影响和退行性疾病的终身风险也会增加,而核动力发动机可以使宇航员进入深空的旅程更加安全。

据悉,核动力航天器发动机的想法并不新鲜。早在1961年,NASA就启动了一项开发核动力发动机的计划,不过由于航天预算的削减,该计划在1972年被终止。如今,NASA再次着手研发核热推进系统(NTP)。

至于为什么选择月球作为开采的第一目的地,戈登也给出了答案。月球的主要资源包括氦-3,这是一种用于核聚变等领域的稀有元素,可以利用月球作为加油站,为深入太空的旅行提供动力。

“地球上稀土金属严重短缺。其他行星上储量十分丰富,因为它们都是由同一种物质形成的。因此,在我有生之年,采矿小行星、月球和火星有望成为现实。”戈登说。

在太空中,可以按照与国际空间站相似的方式建造大型宇宙飞船,也可以同样方法建造反应堆,使用普通的火箭将零部件运送到太空中,反应堆将提供从地球轨道到火星的动力。

在戈登看来,核能显然是太空能源的最佳选择,特别是在勘探中:“离太阳越远,太阳能的作用就越微乎其微。需要有一个稠密、可靠的来源,核能看起来就比较可信。因此,我们一直在与英国航天局讨论此事。”

《每日邮报》看到了微型反应堆的设计,该设计展示了一种由“罂粟籽”大小的铀驱动的装置,铀包覆在硅中,封装在金属中,并与斯特林发动机相连,使热量转化为电能。

戈登承认,要使该项目取得成果需要数亿英镑,但早期阶段的工作所需的费用要少得多。

嫦娥五号探测器中国已经启动了一系列包括嫦娥五号在内的无人月面样本采集探测。中国表示,希望在2036年至2045年间建造一个人类友好的月球基地。(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)



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原文地址《 劳斯莱斯研发微型核反应堆,为月球和火星采矿提供核动力》发布于2021-9-30
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