美国加速部署太空核能

美国国家航空航天局局长Jared Isaacman与美国能源部长Chris Wright签署了一份题为《加速美国在太空核能与核推进领域领导地位》的谅解备忘录（MOU）。该协议于11月1日生效，标志着Isaacman所称的“核能NASA时代”拉开序幕，并为开发用于民用太空任务的下一代核技术建立端到端框架。这项联合倡议旨在推动太空核能力从理论性实验室研究转向深空实际部署。

Space Reactor-1 Freedom计划于2028年末发射，拟成为有史以来首艘核动力行星际航天器。它将使用20 kWe核电推进（NEP）系统飞向火星，并搭载SkyFall舱和3架先进火星直升机。

根据2025年12月发布、题为《确保美国太空优势》的第14369号行政令，Lunar Reactor-1（2030）是一套将部署到月球的裂变核能地表能源系统。其设计目标是提供持续的基荷电力，以维持永久性月球基地运行。

该协议还扩大了双方在放射性同位素电池方面的合作。此类电池将为美国国家航空航天局即将执行的Dragonfly无人机土卫六任务（2028年发射）供电，并为European Space Agency的Rosalind Franklin火星车提供支持。

月球表面核反应堆的开发依托美国国家航空航天局裂变核能地表能源（FSP）项目框架下的公私合作伙伴关系。该项目由美国能源部（DOE）所属Idaho美国国家实验室管理。

美国国家航空航天局最初向3个主要商业联合体分别授予了价值500万美元的合同，以提出相互竞争的40 kW裂变系统设计概念。

- IX Joint Venture由Intuitive Machines和X-energy专门面向太空核能市场组建，并获得Boeing和Maxar Space Systems支持。

- Lockheed Martin牵头组建了一支专注于可扩展模块化电网技术和高温布雷顿发动机的团队，并与负责核燃料部件的BWX Technologies（BWXT）及Creare合作。

- 西屋电气正与Aerojet Rocketdyne合作设计一种针对太空应用优化的紧凑型反应堆。

针对反应堆专用动态功率转换解决方案的辅助技术合同已授予Rolls-Royce、Brayton Energy和General Electric。

美国国家航空航天局的月球基地“Ignition”架构将部署分为3个阶段：第一阶段——验证（至2029年）；第二阶段——基础设施（2029年至2032年）；第三阶段——扩展运行（2032年起）。

建设月球基地需要不间断电源。Lunar Reactor-1（LR-1）计划于2030年前发射，以提供支持持续数周作业所需的基荷电网。裂变系统的实际部署依靠载荷能力较大的商业版载人着陆系统（HLS），这些系统的重量必须低于6吨。美国国家航空航天局已与SpaceX和Blue Origin签订合同，要求其在2029年至2031年期间将这些基础设施运送至月球表面。

Artemis的长期目标包括开采月球冰，以用于生命保障和推进剂生产，这需要可扩展的电力供应，估计功率为25～50 kW。FSP系统采用模块化架构，可将多个反应堆连接起来。此外，在月球上收集的运行数据将用于验证辐射屏蔽、自主控制系统和低富集度铀燃料，为最终将人类送上火星提供支持。

今年3月，Isaacman宣布，原Lunar Gateway轨道空间站项目已被“暂停”，其资产将转用于以月球表面为优先的战略，以应对国际竞争并加快月球基地部署。

此次资源调整的核心涉及由Maxar Space Systems建造的Power and Propulsion Element（PPE）舱段。该舱段原本是一个大功率太阳能电推进（SEP）舱段，用于操纵Gateway空间站在月球轨道运行。尽管Gateway的HALO等居住舱段遭遇严重设计挫折，但PPE舱段状况良好，因而被改作SR-1 Freedom的主推进系统。

停止轨道建造项目带来的财务空间使美国国家航空航天局得以调整预算，并腾出了Artemis预算中的资金。美国国家航空航天局将这些资金转用于一项规模达200亿美元的月球表面基础设施计划以及SR-1 Freedom的飞行任务。

美国国家航空航天局原先已预订一枚经过深度定制的SpaceX Falcon Heavy运载火箭，用于将组合后的PPE和HALO舱段送入月球轨道。目前，这套发射架构已重新分配，计划于2028年12月末将重12000 kg的SR-1 Freedom航天器直接送入地球逃逸轨道。

然而，美国国家航空航天局的政策转变令其主要国际合作伙伴European Space Agency（ESA）和Japan Aerospace Exploration Agency（JAXA）感到震惊，这两家机构已为该项目承诺投入数十亿美元。ESA对Gateway投入巨大，负责制造核心居住舱和推进剂补加舱。

Isaacman将此次突然转向部分归因于Gateway舱段主要结构出现“严重冶金腐蚀”所引发的安全危机。ESA否认了这一指控。ESA确认HALO和I-HAB结构存在轻微且可控的材料异常，但将进度延误归咎于美国供应链瓶颈，涉及生命保障系统和热控制泵。

由于被迫适应华盛顿不断变化的政治优先事项，ESA决策者深感不满，遂决定与JAXA和Canadian Space Agency（CSA）组建一个实行共同治理的“中等力量月球联盟”，以设计任何单一外部太空强国都无法单方面取消或改变用途的未来基础设施。

尽管如此，ESA仍着手调整其技术，以适应美国国家航空航天局目前以月球表面为重点的方针，并正在推动其Lunar I-Hab舱段通过关键设计审查，之后再正式改变项目方向。该舱段的通信架构正接受重新评估，拟部署为专用、独立的月球通信卫星星座，以支持月面作业；深空推进剂补加舱的开发则将重点面向未来不由美国国家航空航天局主导的探索项目。

JAXA没有与美国国家航空航天局对抗，而是通过加强与欧洲的双边关系，降低美国太空政策变化带来的风险。JAXA原本承诺为ESA的I-HAB舱段提供关键的环境控制与生命保障系统（ECLSS）和电池。项目调整后，JAXA工程师开始与产业合作伙伴协作，不再将这些技术用于轨道舱段配置，而是对其进行调整，以用于南极月球基地的加压月面车和固定式居住设施。

7月，美国政府问责局（GAO）发布的美国国家航空航天局重大项目组合年度评估，详细说明了迫使Artemis计划于2026年初重组的技术、结构和采购瓶颈。Artemis III放弃了2027年年中登月计划，改为将乘组送入近地轨道。登月时间也被推迟，并调整至Artemis IV任务，目标时间为2028年初。

审计报告强调，尽管美国国家航空航天局大多数非Artemis项目仍维持在基本成本边界内，但为月球计划提供支持的系统面临严重的工程限制、供应链压力和人力资源短缺。近期最严重的瓶颈集中在发射台基础设施方面。

Mobile Launcher 2（ML-2）项目在承包商Bechtel负责期间出现大幅成本超支和设计延误，其进度拖延可能阻碍整个长期发射计划。2026年初，美国国家航空航天局决定未来任务不再使用SLS Block 1B火箭，并终止了ML-2项目。尚未完工的硬件目前正接受处理，以便长期贮存。

GAO指出，由于舱段合并以及Gateway原始布局改变，PPE需要一套先进得多的大功率SEP系统，以产生运输所需的推力。然而，这一系统仍在开发之中。如果先进SEP系统的开发出现延误，包括将其集成至Space Reactor-1 Freedom平台在内的全部改造硬件时间表都将停滞。

审计发现，严重的人力资源缺口削弱了美国国家航空航天局解决复杂航空航天工程问题的能力。为响应联邦政府精简官僚机构的指令，美国国家航空航天局将公务员队伍裁减4000人，降幅达22%。GAO表示，美国国家航空航天局36个重大项目中有25个报告称，这些人员裁减已产生直接负面影响。

尽管美国国家航空航天局宣布计划于2026年初恢复招聘，以弥补这些“技能缺口”，但2027财年预算申请提出削减逾20%的资金。这使美国国家航空航天局能否招募严格开发太空反应堆和月面着陆器所需的高级航空航天及核工程师面临不确定性。

审计报告以此前有关商业月面着陆器开发审查中的联合置信水平（JCL）数据为基础。GAO指出，载人着陆系统（SpaceX和Blue Origin）的技术时间表仍受到大规模轨道低温推进剂转移技术尚未得到验证的限制，即在零重力环境下贮存和转移液态甲烷与液氧。

为一艘月面着陆器加注推进剂需要连续执行十余次加注飞行，其技术不确定性正是此前导致JCL显示载人登月将推迟一年半的原因，并迫使美国国家航空航天局将原定于2027年年中实施的Artemis III任务改为近地轨道任务。

GAO报告称，美国国家航空航天局仍有46项未落实建议，且自2025年8月以来未实施任何一项指定的“优先建议”。GAO重点指出了4项尚未落实的优先建议，认为这些问题损害了Artemis行动的财务透明度和安全性，并批评美国国家航空航天局长期未能对其深空任务提供透明的财政监督。

2019年12月，GAO要求美国国家航空航天局为特定Artemis任务编制全面的全生命周期成本估算。美国国家航空航天局一直拒绝执行这一要求。Isaacman声称，逐次飞行的成本基准无法准确反映该机构规划长期里程碑的方式。GAO表示，这使国会和公众无法了解人类登月的总成本。

GAO还曾要求美国国家航空航天局编制覆盖整个机构的网络安全风险评估。然而，美国国家航空航天局仍以相互分隔的本地体系管理网络安全，而未将自身作为一个整体评估其薄弱环节。因此，GAO无法核实美国国家航空航天局能否发现可疑活动，或保护其月球通信网络免受复杂的网络入侵。

2021年7月，GAO建议美国国家航空航天局采用一套均衡的绩效指标来管理其采购组合。尽管持有价值数十亿美元的商业航天合同，美国国家航空航天局仍未实施这些联邦采购指标。GAO表示，此举可以提高供应商绩效的可见度，并可能为纳税人节省因商业项目成本超支而浪费的数百万美元。

针对GAO的批评，美国国家航空航天局表示，该机构正优先“简化政策，使团队能够专注于完成任务，而不是应付文书流程”。