法国核能巨头法马通公司近日与意大利国家级科研机构——新技术、能源和可持续发展署(ENEA)签署合作协议,双方将联合研发适用于月球极端环境的核裂变反应堆技术。该技术旨在为未来月球基地提供稳定电力支持,尤其针对月球长达14天的月夜期以及极区永久阴影区的能源需求。法马通方面表示,核反应堆具备在真空、极端温差及强辐射环境下长期运行的能力,其持续供电特性对人类在月球建立永久定居点至关重要。
此次合作涵盖三大技术领域:一是优化反应堆燃料配方以提升安全性与效率;二是开发可耐受太空极端环境的新型材料;三是利用3D打印技术制造反应堆关键部件。ENEA作为意大利国家航天局Selene(月球核能系统)项目的牵头机构,此前已启动小型核裂变反应堆研发计划,目标是在2030年前实现月球基地的电力自给。
月球表面环境对能源系统构成严峻挑战。据《中国航天报》分析,月球昼夜温差超过300摄氏度,极区光照条件复杂,陨石坑阴影区常年无光,而火星表面则频繁遭遇持续数月的沙尘暴。传统太阳能发电系统在这些环境下难以稳定运行,燃料补给成本高昂,无法满足长期驻留需求。相比之下,核反应堆电源通过热能-电能转换技术,可在无光照、高温、辐射等极端条件下持续工作,且功率覆盖范围广(从千瓦级到兆瓦级),体积与重量优势显著。
美国将核能视为深空探索的核心能源方案。今年8月,美国交通部长兼NASA代理局长肖恩·达菲宣布,计划在2030年前完成一座100千瓦级月球核反应堆的部署。然而,这一目标引发行业质疑。外媒援引专家观点称,从核反应堆设计、辐射防护到低重力环境运行,每个环节均存在技术瓶颈,现有技术成熟度与时间表严重脱节。例如,核反应堆研发企业普遍缺乏航天设备集成经验,而航天企业又缺乏核能系统开发能力,需通过跨领域团队整合技术资源。
空间核能系统的安全性问题同样备受关注。历史上曾发生数次核动力卫星事故,导致放射性物质泄漏风险。美国若要在月球部署核反应堆,需攻克核反应控制、电力转换效率、散热管理以及空间飞行适配等关键技术。目前尚无单一企业具备全部能力,需通过产学研联合攻关,同时满足通信、传感器、热控等系统的严苛指标。
在月球核能开发领域,中俄合作迈出实质性步伐。俄罗斯国家航天集团总裁尤里·鲍里索夫透露,俄方正与中国协商,计划在2033年至2035年间联合建造月球核电站,为国际月球科研站提供能源支持。今年5月,中俄航天部门签署合作备忘录,明确该核电站将作为国际月球科研站的重要组成部分,助力2036年完成科研站基本型建设。根据规划,国际月球科研站将具备地月往返、能源供应、中枢控制等六大能力,支持多学科科学实验与资源开发。
中国探月工程总设计师吴伟仁此前介绍,国际月球科研站采用“长期自主运行、短期有人参与”模式,分两阶段实施:2035年前完成基本型建设,2045年前拓展为综合性科研平台。截至今年4月,已有17个国家、国际组织及50余个科研机构加入该合作计划,涵盖能源供应、通信导航、月面科考等多个领域。