NASA选定Glenn中心主导月球核能开发

位于俄亥俄州东北部的美国国家航空航天局(NASA)Glenn研究中心已被选定领导月球任务核能系统开发工作。Glenn研究中心(包括Sandusky的Armstrong试验设施)击败了NASA在美国各地的其他设施。

今年8月，NASA代理局长Sean Duffy发布了一项裂变核能地表能源(FSP)开发指令，要求该机构加快在月球部署核反应堆的计划。他在新闻发布会上表示：“我们正在与中国的登月竞赛中。要在月球上建立基地，我们需要能源。”他补充道：“能源至关重要，如果我们要在月球上维持生命，然后前往火星，这项技术就至关重要……我们必须调动所有资源，将所有注意力集中在登月上，这就是我们要做的。”

NASA新任副局长Amit Kshatriya告诉News 5：“我已要求[NASA Glenn主任Jimmy Kenyon]负责为Artemis任务和我们未来的月球基地开发、部署和获取该系统。该项目将在Glenn进行。”

他补充说，NASA面临着解决深空能源问题的挑战。“这至关重要。没有能源，你什么都做不了：无法建设基础设施，无法建立持续存在。这将帮助我们为月球基地供电，为地表所有设施供电。”他表示，“我们都知道深空探索的未来将依赖核能。”

根据该指令，NASA将与私营公司合作，建造一个能够在月球上产生至少100千瓦电力的系统。NASA还将帮助私营公司扫清监管障碍，促进这一月球核能系统的开发。

专家估计该项目可能为俄亥俄州东北部带来数十亿美元收益。Kshatriya强调了该项目的地区效益。“我们正在努力建设一个能够飞行事物的机构——希望建造事物，你将看到这种影响力扩散到周边地区。”他说，“你将看到整个俄亥俄州东北部的产业从中受益。该中心提供的能源和灵感将传播到整个地区。”

这一进展发生在今年早些时候州和地方领导人推动之后，他们不仅要求NASA Glenn避免白宫提议的NASA预算削减，还要求其成为NASA未来的总部。该航天机构位于华盛顿特区总部的租约将于2028年到期。此后国会提议拒绝白宫对NASA的大部分削减计划。

与此同时，俄亥俄州立大学的工程师们正在开发一种核推进系统，该系统使用液态铀直接加热火箭推进剂，作为传统核推进系统使用的固体燃料元件的替代方案。

他们的概念称为离心核热火箭(CNTR)，专门设计用于提高火箭性能，同时最大限度地降低任何发动机风险。虽然类似的突破主要关注经济性而非性能，但CNTR可能为未来的载人太空任务提供显著优势。该项目高级成员、俄亥俄州立大学机械与航空航天工程系副教授Dean Wang表示，与其他类型的核动力系统相比，它可以将发动机效率提高约一倍。

Wang表示：“近年来，随着我们考虑让人类重返月球并在月球空间工作，对核热推进技术的兴趣大幅增加。但除此之外，还需要一个新系统，因为传统的化学发动机可能不可行。”

化学发动机迄今一直用于太空飞行，但它们在推力方面有限制，并且使用大量推进剂。因此，前往太阳系外缘的任务可能需要很长时间——飞越冥王星的新视野号航天器花了九年时间。

如果研究人员想要安全地将宇航员送往遥远的目的地，未来的任务将需要能够减少旅行时间、增加任务发送材料量或同时实现两者的推进系统。“在太空中停留的时间越长，就越容易受到各种健康风险的影响。”Wang说，“所以如果我们能缩短这个时间，将非常有益。”

利用核热推进还将意味着任务操作更加灵活，因为火箭可以利用化学发动机无法实现的额外飞行轨迹，帮助在更短时间内到达深空目标。

俄亥俄州立大学工程学博士生Spencer Christian表示，总体而言，这些增强的能力可以实现更快的火星往返载人任务，并支持前往外行星(包括土星、天王星和海王星)的新型单程机器人任务。Christian在机械与航空航天工程系教授John Horack的指导下领导CNTR原型建造工作。

Christian说：“例如，你可以在六个月内安全地单程前往火星，而不是花一年时间完成同样的任务。根据其工作效果，CNTR原型发动机正在推动我们走向未来。”

“我们对设计物理原理有很好的理解，但仍有一些技术挑战需要克服。”Wang说。CNTR概念预计在未来五年内达到设计成熟度。Wang指出：“我们需要将太空核推进作为未来的持续优先事项，以便技术有时间成熟。这是一个我们不能错过的巨大优势。”该团队的努力得到了NASA提供的资助支持。