近日俄罗斯航天集团宇航员称:没有核电站,月球的进一步探索根本不可能。此前,俄罗斯原子能集团公司总经理阿列克谢·利哈切夫表示,俄计划在2030年代中期前建成月球首座核电站。由于月球一个昼夜周期约28天,其中连续约14天没有阳光,温度降到零下130℃至零下180℃,太阳能电池板在这期间无法有效供电。
月球基地要维持运转,电力得扛过这14天。小型核裂变反应堆可以连续运行多年,不受光照和温度影响。美国NASA计划2030年前部署100千瓦级月面核反应堆,俄罗斯计划2036年前建成“塞勒涅”核反应堆并纳入中俄月球合作项目,中俄也在推进国际月球科研站的核能供电方案。
核反应堆的功率远高于传统放射性同位素电源。后者只能维持仪表和日常照明,带不动重型设备。100千瓦级反应堆可以支撑基地取暖防冻、开采月壤水冰、把水分解成氢气和氧气制造火箭燃料。月夜期间反应堆需维持额定功率80%以上的稳定输出,月昼则可降功率或待机,与太阳能互补。这套组合的逻辑是核能保底,太阳能补充。
目前短期、小规模的月球探测并不依赖核电站,靠太阳能加储能、放射性同位素电源就能满足。核能真正成为刚需,是在长期有人驻留、规模化资源开发或永久阴影区作业这些场景下。
当前各国月球核能方案计划:核反应堆在抵达月球并平稳着陆前风险很小,因为未使用的铀燃料放射性较低,真正的风险在启动后产生的高放射性裂变产物,即使火箭发射阶段爆炸,废墟里也只有未激活的燃料。燃料采用TRISO包覆颗粒,多层碳和陶瓷外壳在撞击或高温下不易破裂泄漏。月球真空环境没法用水循环散热,工程上用气体循环配合大型散热帆板把余热辐射到太空。微陨石可能击穿散热板,月震可持续数小时并可能导致燃料位移,方案倾向于把反应堆深埋地下或藏进天然熔岩管道,用月壤和岩层做辐射屏蔽与物理防护。关键系统采用冗余设计,优先远程遥操作和机器人巡检以减少人员辐射暴露,主系统全停后独立应急储能需维持生命保障系统不少于72小时。

