在月球上建核电站，靠谱吗？它会对太空和地球造成污染吗？

据媒体报道，俄罗斯计划于2033年至2035年间在月球上与中国合作建造一座核电站，此前NASA也曾表示要在月球上建核电站。人类在外星球建核电站，靠谱吗?

为何要在月球建核电站?

1957年，人类发射第一颗人造卫星;1961年，人类首次进入太空。随着人类对太空探测的技术发展，如何解决进行空间任务时的动力来源是人们一直探求的问题。目前，载人航天主要能源主要是三类：太阳能、化学能(燃料电池等)以及核能。

具体到月球来说，它的表面环境严酷，月夜持续14天、陨石坑有永久阴影区、两极附近光照变化大，依赖光照条件的太阳能发电在月球暗面无法满足需求，利用燃料提供能量供应也非常有限，而核反应堆电源功率大、储能高、重量轻、体积小，可在太阳能、风能和水力发电不易获得的环境下工作。

随着未来太空探索任务需求日益提高，太阳能和化学能在深空探索中局限性渐显，人类想要停留月球表面进行时间更长、更深入的科学研究，核能可以在月球表面提供持续动力并满足月球建造长期基地等空间任务的多元化需求。

美国宇航局NASA有关人士称，在月球上建立核能供电系统，能够极大地帮助人类在月球和火星上建造供电设施的计划，而且还能推动地球上的应用创新。

核反应堆电源优势明显，是空间能源和空天动力的重要发展方向。其实，太空领域利用核能早已有先例。据悉，人类首次在月球上使用核电系统，是在1969年11月，阿波罗12号中的仪器由一部RTG放射性同位素热电机供电。

放射性同位素热电机。 网络资料图

据统计，从1965年到1988年，全世界共有36个空间堆核电源被送入太空。美国、苏联从很早就开始投入研发，但技术难度很大，实际应用极少。美国仅在1965年发射过一次，将电源搭载在人造卫星上，电功率仅有500瓦，运行了43天。

2020年12月16日，时任美国总统特朗普签署“太空政策指令6号”文件，确立了包括在2027年底前在月球表面建立核电站等具体目标，以国家战略的形式要求美国政府组织科学研发，使美国有能力在太空中使用核能，为人类在月球与火星上建立居住地提供能源，并为太空飞船等提供动力。

2021年底，美国宇航局和能源部联合发布“月面裂变反应堆电源项目”公告，征集在月球上建造核反应堆电源的可行方案。该项目是美国阿尔忒弥斯计划的重要组成部分，核反应堆电源将作为月球表面电力系统的核心，可为航天员在恶劣月表环境中的长期驻留和探索活动提供基础支撑。

月球上的核电站如何建?

美国“月面裂变反应堆电源项目”相关负责人曾表示，该计划是到21世纪20年代末研发出一个10千瓦级的核裂变电力系统，以在月球上进行演示。核反应堆电源将在地球上制造组装，完成安全测试，并确保其正常运转。之后将其与月球着陆器相结合，由运载工具将着陆器运送至月球表面，核反应堆电源可以立即运行，不再需要额外组装或改造。

月面核反应堆电源想象图。来源：《航空知识》微信公号

核电站会造成污染吗?

很多人担心，在月球上建造核电站，会造成太空污染吗?对此，中国航天科工集团公司二院研究员杨宇光曾表示，“人们也不需要担心核废料污染太空，因为太空太广阔了。”谈及月球上的核电站是否会对地球造成威胁，他回应，“我们有个专业术语，叫核安全轨道，也就是说，卫星的轨道必须足够高，才能保证给卫星提供能源的核反应堆不会掉落在地球上。月亮的轨道距地球38万公里，已经足够高，所以在月球上建造核反应堆没有这方面的担忧。”

而“自由生物安全”公司首席医疗创新官乔斯·莫瑞博士则表示，即使设施在月球发生事故，给地球造成的风险也很小，因为大气层会将致命的辐射阻挡在外层空间，保护地球。

建设将面临哪些挑战?

杨宇光表示，在太空使用核能面临着散热的难题。他解释， “出于散热和降温的考虑，很多地面核反应堆都建立在有水的地方。而在月球上只能依靠很大面积的辐射散热器给核反应堆散热，这不仅会增加成本，而且会提高技术难度。”

除了散热，在月球上建设核电站还需要面临不少技术挑战，涉及核反应堆、电力转换、散热和空间飞行等方方面面的关键技术。虽然这些领域都有相对成熟的方案，但目前没有哪家公司具备全部能力，需要联合各部门组建专门团队，整合工程技能，开发系统所需的所有技术。

空间核反应堆电源安全性也是一个需要关注的问题。一方面是在月球基地的使用安全，如果出现紧急问题，应该怎样去解决尚无方案;另一方面，核电站电源动力系统必须确保核燃料在到达月球表面之前不会被激活，任务结束后，需要通过实施安全退役计划，将系统辐射水平逐渐降低到人类接触和处理的安全水平，确保不会对航天员或月球环境构成威胁。