空间核电源

Space Nuclear Power

刚刚过去的2020年,火星上迎来了来自地球的中国、阿联酋、美国三个国家发射的火星探测器,它们带着重大的使命,探访这个人类不熟悉的神秘星球。2021年2月15日,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动(图1)。而当地时间2021年2月18日,美国毅力号火星车成功登陆火星。随着人类对宇宙太空探索的深入,对于提供能量的电源要求也逐步提高,而传统的化学电源、太阳能电源等方案由于使用寿命短、依赖阳光等缺点,逐渐无法满足长距离的深空探测。这种情况下,空间核电源具有的工作寿期长、无需光照和氧化剂等优点,就成为实现深空探测的首选方案。美国宇航局1977年发射的旅行者系列均采用了核电池,2015年抵达冥王星的新视野号也安装了核电池。旅行者1号1977年入轨后,时隔40多年仍然与地球保持联系,最大的原因就在于使用核电池。本文按照对核能利用的形式,总结同位素核电源(也称同位素核电池)、核反应堆电源等技术在深空探测领域的应用和发展,对核电源在未来深空探测中的应用展望进行探讨。