NASA推进月球核反应堆计划，2030年前部署

《2026年NASA重新授权法案》已在美国众议院科学、空间与技术委员会获得一致通过，目前正等待众议院全体审议。参议院商务委员会正在制定配套措施。然而，其具体时间表仍不确定，最终必须与众议院版本协调一致后才能提交总统签署。

该《2026年法案》被视为在总统于2025年12月发布第14369号行政命令《确保美国空间优势》之后，对NASA多任务组合的立法“再承诺”。该行政命令要求加速Artemis计划，以期在2028年前让美国宇航员重返月球表面，并在2030年前建立永久性月球前哨站。它呼吁在2030年前部署一台准备发射的月表反应堆，为持续运行提供可靠电力。该命令指示NASA和商务部采用“商业优先”的采购偏好，并设定了到2028年吸引至少500亿美元额外私人投资进入美国太空市场的目标。

为响应该行政命令，NASA和美国能源部（DOE）于1月续签了它们在裂变核能地表能源（Fission Surface Power, FSP）项目中的合作伙伴关系，目标是在2030年前在月球上部署一台核反应堆。

《重新授权法案》确认了现有计划，同时增加了新的战略任务。一项通过的修正案要求NASA在2030年12月31日前建立永久性月球前哨站的初始组成部分。它重申了对Artemis计划的坚定承诺，并鼓励NASA与DOE协调以支持空间核能研发，指示NASA“在最大程度上”与商业部门合作。

NASA的Artemis计划包括与商业伙伴合作，以推进在其他天体上生活和工作所需的科学发现和技术。由NASA起草的多边协议《Artemis协定》迄今已有61个国家签署（不包括正在推进各自独立月球基地计划的中国和俄罗斯）。协定各方打算建立一个月球营地，然后将该营地扩展为更永久性的月球基地。月球上的表面活动将得到轨道平台Gateway的支持，该平台将允许宇航员在月球轨道和月表之间通勤。

NASA打算在月球南极附近建立营地，以确保获得冰。然而，有月球冰的区域完全处于黑暗之中，南极地区有长达两周的月夜，温度可降至零下250摄氏度。裂变反应堆可以在这些条件下提供电力，而太阳能将难以满足营地需求。核能也将促进月球冰的提取及其加工成水、氧气和氢气的过程。

Artemis计划分为三个阶段。Artemis I已于2022年12月完成，是Orion飞船和太空发射系统（Space Launch System, SLS）火箭绕月飞行的无人飞行测试。Artemis II（目标2026年）将是首次载人任务，将绕月飞行并返回地球。该任务目前正面临其火箭助推器的技术障碍。由于液氢泄漏和严酷的冬季天气，2026年2月和3月的发射目标已被推迟，目前目标日期定为4月。

Artemis III（最早目标2028年）将在月球南极附近着陆宇航员。由于技术和预算障碍，官方发射日期已大幅推迟。Artemis III将是一次复杂的多步骤旅程，涉及多艘航天器。四名机组人员将乘坐Orion飞船在SLS火箭顶部从地球发射。Orion将前往月球轨道并与预先部署的SpaceX Starship载人着陆系统（Human Landing System, HLS）对接。

两名宇航员将转移到Starship并下降到月球表面，而另外两名宇航员则留在轨道上的Orion飞船中。着陆机组将在南极地区停留约6.5天，进行月面行走以收集样本并研究水冰。他们将乘坐Starship从月球发射，与Orion飞船会合，然后返回地球，在太平洋溅落。NASA已确定了九个候选着陆区域，选择依据是其靠近永久阴影区。

潜在的延误包括Starship的开发：SpaceX的Starship HLS必须至少完成一次成功的无人月球着陆，才能执行载人任务。NASA也在解决Artemis I任务期间发现的侵蚀问题。下一代Axiom Space宇航服仍在开发中。

裂变核能地表能源（FSP）月球演示任务将在Artemis III之后进行。这是一次关键的试点任务，旨在证明核反应堆能够在恶劣的月球环境中安全、自主运行。该反应堆被设计为一个“即插即用”系统，可以从地球发射并自主运行。其重量必须小于3500公斤，并能装入标准的4米宽火箭整流罩内。目标是在无需任何维护或换料的情况下至少运行10年。由于月球上没有空气，工程师们正在开发专门的布雷顿循环转换器和大型辐射器，将多余的热量排放到太空真空中。

该项目目前正进入关键的采购阶段。NASA此前向Lockheed Martin、Westinghouse和IX（X-energy与Intuitive Machines的合资公司）授予了500万美元的设计合同。NASA正在最终确定一份最终的招标书（Request for Proposal, RFP），预计在2026年初发布，将要求公司竞标建造可用于飞行的硬件。

虽然早期研究集中于40千瓦系统，但最近的指令已推动采用更强大的100千瓦反应堆，以支持不断增长的月球经济和国家安全利益。在该项目结构的一个重大变化中，NASA现在将提供发射和着陆服务（可能通过SpaceX或Blue Origin），而不是要求商业合作伙伴自行安排运输。Idaho美国国家实验室的DOME实验台正在准备接收首批用于临界试验的实验性微堆，试验将于2026年底开始。

Lockheed Martin与BWX Technologies和Creare合作，专注于高可靠性冷却系统以及潜在的原位月壤（月球尘埃）屏蔽，以保护附近的栖息地免受辐射。Westinghouse与Aerojet Rocketdyne合作，利用eVinci微堆技术，这是一种热管冷却系统，运动部件极少，可最大限度地减少月球真空环境中的机械故障。IX与Maxar和Boeing合作，利用TRISO-X燃料和闭式布雷顿循环（使用氦-氙混合气体）进行高效率的电力转换。

截至2026年2月下旬，三个设计团队已完成其初始的第一阶段研究，该项目正在过渡到飞行硬件的竞争性采购阶段。在第一阶段，所有三个团队都成功提交了初始的40千瓦设计概念。虽然他们最初难以满足严格的6吨重量限制，但他们提供了NASA目前正在用来完善最终要求的“创新方法”。

NASA预计将在2026年初发布合作伙伴提案最终公告（Final Announcement for Partnership Proposals, AFPP）。这将是第二阶段的公开竞争，将选择一个或多个获胜者来建造用于2030年月球演示的“工程飞行单元”。

NASA已更新了对下一阶段的期望。目标已从40千瓦提高到至少100千瓦输出功率，以支持更大的“月球经济”。允许的质量已提高到15吨，以适应更高的功率输出。概念现在必须明确使用高浓度低富集度铀（High-Assay Low-Enriched Uranium, HALEU）燃料。

2030年的演示任务将遵循特定的操作路径来验证该技术。NASA将提供发射和着陆服务，可能使用来自SpaceX或Blue Origin的重型着陆器（能够承载高达15吨）。反应堆必须能够承受机器人软着陆。一旦到达表面，它可以直接从着陆器部署，或运输到短距离外，以建立与未来人类栖息地的安全距离。

该系统在发射和着陆期间将保持非放射性状态。只有在安全定位在月球表面后，才会远程“启动”。反应堆将进行为期一年的初始演示，以证明其能够应对14天的月夜和极端温度变化。如果第一年成功，该任务将过渡到完整的九年运行阶段，为Artemis营地基础设施提供电力。

在演示期间，NASA将测量几个“关键性能指标”。连续发电将验证系统能够在没有任何阳光的情况下可靠地产生至少100千瓦电力。热管理将测试闭式布雷顿循环转换器和大型辐射器在真空中散热的效率。安全与辐射将监测辐射水平，以确保在距离1公里处，辐射水平保持在背景水平之上每年5雷姆的限值以下。反应堆必须在其整个10年寿命期内运行，无需任何人工维护或换料。

除了技术之外，这次演示旨在建立一个法律和地缘政治先例。根据《Artemis协定》，美国计划利用反应堆的存在来证明围绕该场址建立“禁区”或安全区的合理性，确保其他国家不会干扰其运行。

在《Space News》最近的一篇文章《太空核能的瓶颈——以及如何解决》中，航空航天工程师David Schleeper在评论该项目时表示，技术已不再是瓶颈。“当今太空核能的最大障碍是基础设施，而不是科学。美国目前缺乏将先进反应堆概念转化为可用于飞行的系统所需的测试、演示和集成设施。”他指出，“将纸上反应堆转化为任务硬件需要专门的测试环境，而这些环境目前根本不存在”。他指出，反应堆并非孤立运行；它们与着陆器、辐射器、转换器和部署硬件集成。“美国缺乏一个足够大、与核兼容、具备真空能力的设施来测试完整的裂变-着陆器系统……没有它，在太空中的性能仍然只是一种假设，而非经过验证。”

他补充说，核热推进将需要与电力推进相同的能力，但还需要额外克服过滤可能含有裂变产物的排气羽流的障碍。“这些系统在专用设施中进行测试之前，不能负责任地部署。”

另一个主要的瓶颈出现在航天港。“没有现代途径将裂变系统组装并集成到运载火箭上。肯尼迪航天中心需要一个专用的高顶棚、安全的处理区、起重机、劳动力管道以及符合监管要求的富集铀系统操作程序。试图将核有效载荷操作挤入多用途航天器设施，将忽视辐射安全要求并使现有基础设施超载，危及非核任务。一个专门建造的集成设施至关重要。”

Schleeper表示，NASA应立即开始对新测试和演示设施进行场址评估，优先考虑能够利用现有能力的地点，例如已退役或废弃的核场址。NASA还必须在佛罗里达州太空海岸建立一个专门的核有效载荷集成设施。“没有这种能力，每一项核任务在到达发射台之前就会在航天港停滞不前。”

他总结道：“如果美国想要领先，我们现在就必须建造。建造测试设施。建造演示综合体。建造集成基础设施。……延迟这些投资不仅会错过最后期限——还会在新太空探索时代黎明之际拱手让出领导地位。”

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