人类要建太空核电站了？！电能如何传输回地球上？

NASA等航天机构，都在为未来的载人空间探测储备关键技术。为了将宇航员运往月球、火星、甚至更远的目的地，我们不但需要新型的运载工具（如SLS）和飞行器（如猎户座飞船），还需要新的能量来源。

在太空中建设核电站理论上可以做到，但效率会大大降低，最重要的是建造一座能够供应一个中等城市的核电站，花费的金钱将是天文数字，可能没有国家可以承受。如果是小型的核电站，只能用来给航天器供电，还是有可能建设的。

在太空建设核电站可以不用担心核废料泄露的问题，对于地球环境来说自然是很好的。但是像国家空间站那样长宽不足150米、高不足10米的体积，是几个国家前前后后一共花费了1600多亿美元建立起来的。核电站要能达到实际应用，体积可能远远大于这个体积。目前核电站还是利用裂变产热，烧水产生高压蒸汽推动发电机发电。另一种是利用热电偶产电，优点是体积小，缺点是效率很低。

在复杂的空间任务中，核能的优势远超化学能源和太阳能。因此，NASA与美国能源部的国家核安全局（National Nuclear Security Administration, NNSA）合作推出了——Kilopower，一种轻型的核裂变发电机，以期提供持久的电力。近日，该装置进行了原理验证。

5月2日，NASA在Glenn研究中心召开发布会，公布了Kilopower试验装置的一些技术细节。该装置全称：Kilopower斯特林技术反应堆（Kilopower Reactor Using Stirling Technology , KRUSTY）。按披露，Kilopower可以提供10千瓦的发电功率，并可以持续工作10年。

在未来的无人及载人空间任务中，安全、高效且充足的能源是关键点。预计Kilopower将会成为月球及火星电源系统的核心设备。

这次测试原型机采用小型固体铀-235反应堆芯，利用无源钠热管将反应堆热量传递给高效的斯特林发动机，并最终产生电力。这种发电装置非常适合像月球这样的场景，由于月球上的夜晚持续长达14个地球日，太阳能电池板显然无法满足需求。

此外，许多月球探测项目还计划在永久阴影极地地区或稳定的地下熔岩腔中建造前哨站。在火星上，阳光虽然更充足，但会受到昼夜周期和天气（如沙尘暴）的影响。因此，持续稳定的核能，优于太阳能这样的间歇性电源。

Kilopower将为我们提供更多的能源，足以支撑更高能耗的探测任务。只有前所未有的新型能源，才能支撑长期有人值守的月球及其他星球的探测任务。

关于电力传输，目前一些手机已经支持无线充电，但对充电器和手持设备之间的距离有很大要求，基本上还是需要把两者放在一块。利用无线电波的特性，可以建造电波发射装置，在地面建设接收装置，但电波弥散是一个大问题，会造成大量浪费。2015年日本三菱重工实验的无线输电技术成功点亮500米外的LED灯，要完成太空向地球无线输电，理论上也能实现，但有很大难度。俄罗斯也有研究通过激光传输能量，但无论哪一种都距离从太空向地面输电有较大距离。

俄罗斯航天国家集团公司启动轨道核电站的研制工作，核电站可在太空提供电力，并通过激光束为其他卫星充电。伏龙芝兵工设计局获得了研究工作的任务。一年前，另一家俄罗斯企业科罗廖夫能源火箭航天公司成功进行了地面试验，距离1.5公里通过激光传输能量。

根据俄罗斯航天国家集团公司的技术要求，伏龙芝兵工设计局应研制用于激光定向传输能量的太空装置。俄罗斯自2010年以来进行开发计划在该轨道电站使用的的核能。核反应堆的功率将为100至1000千瓦。

无线输电在以后可以成为一种能源输送方式，可以用于建在近海的潮汐发电设备电力传输，也可以解决较短距离的能源无线输送。目前一些国家正在开发的太空核电装置更多的是为各种航天器提供持续电量，向地球输送不现实。