國(guó)防科工局近日向媒體公布了“十三五”時(shí)期中國(guó)核工業(yè)的未來(lái)發(fā)展藍(lán)圖，其中透露中國(guó)將加快在空間核動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用，這意味著，中國(guó)將把核動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用在航天器上，核動(dòng)力衛(wèi)星、核動(dòng)力宇宙飛船乃至于深空探測(cè)裝置，很可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

核動(dòng)力——軍用航天理想電源

在宇宙空間（太空中）使用的核動(dòng)力技術(shù)，被統(tǒng)稱作“空間核動(dòng)力”技術(shù)，它主要是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的裂變能和放射性同位素的衰變能，根據(jù)不同的任務(wù)需求、通過(guò)不同的方式，把核能轉(zhuǎn)變成電能和推進(jìn)動(dòng)力。

目前，航天器使用的空間動(dòng)力源主要有三大類，化學(xué)電池、太陽(yáng)能電池陣-蓄電池組和核動(dòng)力裝置。其中化學(xué)能電池工作壽命低、低溫性能差、功率比較小；太陽(yáng)能電池陣-蓄電池組聯(lián)合電源技術(shù)成熟，性能可靠，工作壽命長(zhǎng)，供電能力強(qiáng)，但在大功率條件下，大面積的太陽(yáng)陣對(duì)機(jī)動(dòng)飛行和低軌道飛行帶來(lái)較大阻力，需要攜帶大量燃料進(jìn)行軌道維持，同時(shí)也存在安裝和展開的技術(shù)困難；展開面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)高精度和高穩(wěn)定度的姿態(tài)控制；受空間碎片、隕石和外部打擊面大，也容易受輻射等因素的影響；在陰影、深空等環(huán)境下不能工作。

而空間核動(dòng)力裝置則具有重要優(yōu)勢(shì)：易于實(shí)現(xiàn)大功率供電，能為航天器提供數(shù)千瓦至數(shù)兆瓦的電能；能量密度大，在高功率下，質(zhì)量比功率優(yōu)于太陽(yáng)能電池陣-蓄電池組聯(lián)合電源系統(tǒng)，重量輕、體積小、比面積小、阻力小、受打擊面小，隱蔽性好；功率調(diào)節(jié)范圍大，具有快速提升功率的能力，機(jī)動(dòng)性高；不依賴太陽(yáng)輻射能，不需要對(duì)日定向，可全天時(shí)、全天候連續(xù)工作；環(huán)境適應(yīng)性好，具有較強(qiáng)的抗空間碎片撞擊能力，可在塵埃、高溫、輻射等惡劣條件下工作。可以說(shuō)，空間核反應(yīng)堆電源是軍事航天的理想電源，是深空探測(cè)不可替代的空間電源。

目前僅美、俄應(yīng)用

然而，空間核動(dòng)力裝置對(duì)核反應(yīng)堆小型化等技術(shù)要求極高，目前只有美俄兩個(gè)航天和核技術(shù)頂尖強(qiáng)國(guó)掌握。

其中美國(guó)早在1965年就首次發(fā)射了SNAP-10A空間核反應(yīng)堆裝置，在Snapshot宇宙飛船上進(jìn)行了試驗(yàn)。而在“先驅(qū)號(hào)”、“伽利略”、“卡西尼”等深空探測(cè)器上，美國(guó)都使用安裝了核動(dòng)力反應(yīng)堆裝置作為能源。其中“卡西尼”號(hào)深空探測(cè)器經(jīng)過(guò)6年8個(gè)月、35億千米的漫長(zhǎng)太空旅行，進(jìn)入土星運(yùn)行軌道，對(duì)土星及其衛(wèi)星進(jìn)行科學(xué)考察。作為世界上深空旅行旅途最遠(yuǎn)的探測(cè)器之一，要沒(méi)有核動(dòng)力反應(yīng)堆裝置的長(zhǎng)時(shí)續(xù)航能力，“卡西尼”是不可能跑那么遠(yuǎn)的。在美國(guó)即將進(jìn)行的登陸“火星”計(jì)劃中，空間核動(dòng)力裝置仍將扮演核心角色。

與美國(guó)主要將核動(dòng)力裝置應(yīng)用在衛(wèi)星、飛船和深空探測(cè)器上不同，蘇聯(lián)/俄羅斯走的是“核火箭”發(fā)展之路，即將核動(dòng)力反應(yīng)堆技術(shù)應(yīng)用于火箭，制造熱核火箭。上世紀(jì)60年代起，蘇聯(lián)成功研制了核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料元件和燃料組件，建造了RD-0410型核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)，在著名的貝加爾試驗(yàn)臺(tái)架上完成了全尺寸核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)堆的幾個(gè)試驗(yàn)系列。2009年10月，俄羅斯宣布了功率為兆瓦級(jí)“核動(dòng)力飛船”的研制計(jì)劃，計(jì)劃用核火箭來(lái)發(fā)射太空飛船。投資6億美元，研發(fā)周期9年，將于2018年發(fā)射升空。

未來(lái)展望

中國(guó)核工業(yè)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，在核動(dòng)力裝置小型化、小型/微型核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域取得了豐碩的成果和重大突破，已經(jīng)初步具備了將核動(dòng)力裝置應(yīng)用于空間推進(jìn)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。同時(shí)中國(guó)也是航天技術(shù)大國(guó)，具備將核動(dòng)力與航天相結(jié)合，發(fā)展空間核動(dòng)力技術(shù)的條件。與化學(xué)燃料、離子推進(jìn)、太陽(yáng)能推進(jìn)技術(shù)相比，核動(dòng)力技術(shù)在空間推進(jìn)特別是深空探測(cè)領(lǐng)域具備的突出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于矢志于深空探測(cè)的中國(guó)航天人而言，是必須攻克的核心技術(shù)之一。相信隨著國(guó)家將空間核動(dòng)力技術(shù)列入國(guó)家核工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略規(guī)劃，中國(guó)的空間核動(dòng)力技術(shù)必將迎來(lái)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。也許不久之后，我們自己的核動(dòng)力飛船或深空探測(cè)器，就能長(zhǎng)航數(shù)十億千米，探索比月球遠(yuǎn)得多的遙遠(yuǎn)宇宙了。