為了因應(yīng)NASA 旅程越來越遙遠(yuǎn)的太空計(jì)劃,以及現(xiàn)階段的大目標(biāo)──將人類送往火星。NASA 必須先克服的關(guān)鍵問題,就是火星上沒有足夠的能量可供太空人駐扎時(shí)使用,由于火星上表面日照不足,太陽能無法提供足夠的能量,于是NASA 想了一個(gè)辦法:運(yùn)用小型核融合反應(yīng)裝置。
核融合意指用氫原子核一類較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核,在結(jié)合過程中有一部分損失的質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)化成為強(qiáng)大的能量,像太陽就是以核融合的方式,將氫當(dāng)作燃料融合成氦,以陽光的形式釋放出大量能量。
NASA 的科技發(fā)展處已經(jīng)資助這項(xiàng)使用核融合制造能源的計(jì)劃Kilopower 長(zhǎng)達(dá)3 年,并預(yù)計(jì)9 月在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試期間持續(xù)到明年1 月。
NASA 在1960 年代就曾發(fā)起過核能計(jì)劃(SNAP),其中的一項(xiàng)成果目前正應(yīng)用在火星探測(cè)車好奇號(hào)上面,斥資25 億美元,于2012 年時(shí)著陸火星的探測(cè)車“好奇號(hào)”,就是由核能所驅(qū)動(dòng)的。好奇號(hào)使用“放射性同位素?zé)岚l(fā)電機(jī)”(Radioisotope Thermoelectric Generator)來提供電能,該原理是透過裝置將放射性同位素鈽-238(plutonium)衰變時(shí)產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換成直流電來供好奇號(hào)行駛以及各項(xiàng)儀器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。
NASA 自那時(shí)候50 年來研究過各種不同的核能科技,目前這項(xiàng)計(jì)劃Kilopower 已經(jīng)花了1,500 萬美元,9 月時(shí)測(cè)試的目標(biāo)為檢驗(yàn)這項(xiàng)核融合設(shè)計(jì)的效果,如果順利的話,NASA 表示,之后可能會(huì)在火星或其他地方進(jìn)行測(cè)試。
這項(xiàng)核融合設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)產(chǎn)生一千瓦的電力,NASA 的能源科技發(fā)展研究中心主管Lee Mason 表示,他們一直在研發(fā)類似放射性同位素?zé)岚l(fā)電機(jī)可以提供穩(wěn)定電力的核融合反應(yīng)器,好奇號(hào)上的熱發(fā)電機(jī)可提供125 瓦的電力。
NASA 的工程師預(yù)估人類探索火星可能會(huì)需要一個(gè)裝置能夠提供4 萬瓦的電力。雖然太陽能也是個(gè)選擇,可是相比地球,火星接收到的陽光僅地球的三分之一,運(yùn)用太陽能在火星將會(huì)有很多地方無法探索。
“如果想要探索火星每塊地,核融合會(huì)是一個(gè)關(guān)鍵。”NASA 的工程師Michelle Rucker 表示。
未來在火星時(shí)大部分的能源會(huì)用來驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生燃料、空氣、水的裝置,以及幫太空設(shè)備及探索車充電。因此如果研發(fā)順利,NASA 預(yù)計(jì)運(yùn)送4 或5 個(gè)能夠產(chǎn)生1 萬瓦電力的核融合反應(yīng)器至火星。