法意聯(lián)手研發(fā)月球核反應堆 太空能源競賽升級

法國核能企業(yè)法馬通公司近日與意大利新技術、能源和可持續(xù)發(fā)展署（ENEA）達成合作，雙方簽署諒解備忘錄，將聯(lián)手研發(fā)適用于月球極端環(huán)境的核裂變反應堆先進技術，旨在為未來的月球定居點提供能源支持。法馬通指出，核反應堆具備在惡劣條件下長期穩(wěn)定運行的能力，能提供可靠持續(xù)的電力，尤其是在漫長的月夜期間，這對于人類在月球持續(xù)生存至關重要。該備忘錄的合作內(nèi)容涵蓋三大領域：研究反應堆燃料以提升效率與安全性；開發(fā)可耐受太空極端條件的新材料；以及運用增材制造技術生產(chǎn)反應堆部件。

當前，全球多國正積極探索利用核能為未來月球基礎設施及定居點供能。法馬通強調(diào)，此協(xié)議標志著太空探索與月球資源可持續(xù)利用邁入關鍵階段。提升月球表面核反應堆技術的成熟度，將擴展歐洲的知識儲備與能力版圖，對人類重返月球競賽及籌備未來火星任務具有重大意義。
意大利在月球探索和建立永久基地方面雄心勃勃，對月球能源供應研究尤為積極。2024年，意大利國家航天局正式啟動了Selene（月球核能系統(tǒng)）項目，目標是開發(fā)小型核裂變反應堆，為月球定居點提供穩(wěn)定電力。該項目的牽頭機構正是此次與法馬通合作的ENEA，該機構是意大利國家級的跨學科公共科研機構。
在月球部署核反應堆電源雖構想美好，但挑戰(zhàn)重重。月球缺乏大氣層，存在極端溫差和漫長的晝夜交替。
據(jù)《中國航天報》報道，隨著載人登月成為未來十年空間任務的核心，以及載人登火和深空探測任務納入遠景規(guī)劃，人類對空間核反應堆電源的需求日益迫切。月表寒冷月夜長達14天，兩極光照變化劇烈，隕石坑永久陰影區(qū)終年無光，火星沙塵暴常持續(xù)數(shù)月。在這些嚴酷環(huán)境下，太陽能發(fā)電已難滿足需求，燃料供應亦十分有限，難以可靠支持航天員長時間駐留。
核反應堆電源將核反應堆產(chǎn)生的熱能轉化為電能，其優(yōu)勢在于不依賴光照，可在深遠空間、日照陰影區(qū)、塵暴、高溫及輻射等特殊環(huán)境下全天候工作；適用功率范圍廣，可覆蓋千瓦至兆瓦級以上輸出；且儲能高、重量輕、體積小，非常適合中高功率空間任務。
美國一直將核反應堆電源視為月球、火星等星球表面基地能源的首選方案。據(jù)多家美媒今年8月報道，美國交通部長兼國家航空航天局（NASA）代理局長肖恩·達菲宣布，美國將加速推進月球核反應堆建設計劃，目標是在2030年前完成一座100千瓦級核反應堆的發(fā)射與部署。
然而，有外媒援引航天業(yè)內(nèi)人士觀點稱，現(xiàn)有技術成熟度與如此激進的時間表明顯脫節(jié)。從核反應堆工程設計、輻射防護到低重力環(huán)境下的穩(wěn)定運行，每個環(huán)節(jié)都面臨重大挑戰(zhàn)，“要在5年內(nèi)實現(xiàn)從圖紙到登上月球？根本不現(xiàn)實。”
《中國航天報》分析指出，美國欲在月球表面運行核反應堆電源，仍面臨諸多技術挑戰(zhàn)，涉及核反應堆、電力轉換、散熱及空間飛行等關鍵技術。盡管這些領域均有相對成熟的方案，但目前尚無任何公司具備全部能力，例如核反應堆研發(fā)公司往往缺乏航天設備或電力轉換系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗。這需要聯(lián)合各部門組建專門團隊，整合工程技能，開發(fā)系統(tǒng)所需的所有技術，并滿足通信設備、傳感器、熱傳遞等方面的苛刻指標。
此外，空間核反應堆電源發(fā)展歷程中曾發(fā)生數(shù)次事故，其安全性也備受關注。
分析人士認為，美國加快建設月球核能系統(tǒng)，意在為未來長期載人探月和火星探測任務奠定能源基礎，同時在新一輪太空競賽中搶占先機。
截至今年4月，已有17個國家、國際組織及50多個國際科研機構加入由中國發(fā)起的國際月球科研站合作。
中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁此前接受新華社采訪時表示，國際月球科研站是一個長期自主運行、短期有人參與、可擴展、可維護的綜合性科學實驗設施。它將具備地月往返、能源供應、中樞控制、通信導航、月面科考和地面支持等能力，持續(xù)開展科學探測研究、資源開發(fā)利用、前沿技術驗證等多學科、多目標、綜合性科學與技術活動。國際月球科研站建設計劃分兩步走，于2035年前完成基本型建設，2045年前完成拓展型建設。
俄羅斯國家航天集團總裁尤里·鮑里索夫2024年曾透露，考慮與中國合作，在2033年至2035年間在月球建造核電站，以期為未來月球定居點的建設奠定基礎。
國際文傳電訊社今年5月報道稱，俄羅斯國家航天集團與中國國家航天局已簽署關于建設月球核電站的合作備忘錄。俄羅斯國家航天集團在聲明中表示，該核電站將對國際月球科研站項目做出重大貢獻，科研站預計于2036年完工。聲明還稱：“該站將進行基礎空間研究，并測試國際月球科研站的長期無人操作技術，展望人類在月球上的存在。”