华盛顿在阿尔忒弥斯(Artemis)计划和月球能源上加倍下注
本周,在2025年12月19日,Donald Trump 总统签署了一项行政命令,推动美国让宇航员重返月球表面,并开始在那里建立永久存在——核反应堆被明确列为该前哨站的核心支柱。该指令重申了一份激进的时间表:目标是2028年实现载人重返任务,2030年左右建立月球前哨站,并在“月球上和轨道上”部署核动力系统。它还将国家太空政策的职责划归 Office of Science and Technology Policy(科学和技术政策办公室),并指示在一个名为 Golden Dome 的计划下开发新的太空领域防御能力。
白宫推动月球动力建设
白宫的这一举动紧随 NASA 今年早些时候的内部指示,该指示设定了 2030 年的目标,即部署一套能够为载人基地持续发电的裂变式表面动力系统。向各机构提供简报的官员和外部专家将所需的容量描述为初期系统相对适中的 100 千瓦电功率——虽然远低于陆地的吉瓦级电站,但理论上足以在月球长达两周的黑夜中维持生命支持系统、通信、处理和栖息地系统的运行。
2025 年发布的政府文件和机构指令将这一技术推动与地缘政治目标联系在一起:防止对手在月球基础设施周围建立事实上的排他区。NASA 的代理领导层警告称,如果竞争对手首先到达并占领关键位置,他们可能会创建操作“安全”或“禁入”区,这将使随后的美国活动变得复杂。这种担忧促使政策决定向紧急性倾斜,并结合了一项旨在将更多架构转向私人供应商的商业化议程。
月球反应堆如何工作
月球裂变反应堆的设计借鉴了陆地反应堆的基本原理,但必须适应月球的真空、热环境和后勤约束。简而言之:受控核反应产生热量,这些热量通过动力转换系统转化为电能,多余的热量则由直接向太空辐射的大型散热器排放。在没有大气或水辅助冷却的情况下,散热面积和高温运行成为核心工程挑战。
开发人员提议采用针对发射和机器人安装进行优化的紧凑型反应堆,由高度工程化的铀堆芯提供燃料。这些堆芯将以非临界配置发射,仅在安置后才开始供电。这种方法降低了——但并未消除——在上升和交付过程中的放射性风险。反应堆还必须经过加固以抵御微陨石撞击和月球地震活动,任务规划者还必须解决长期的寿命终止和处置问题,以避免在硬件返回地球时发生任何危险的再入场景。
预算、劳动力和进度压力
新的推动正值 NASA 面临严峻的财政和人员压力之际。2025 年,政府提议大幅削减该机构的基准预算,尽管最近的一项国会法案在 2032 年前向 NASA 的活动追加了近 100 亿美元。该机构还出现了大量员工主动离职的情况,这加剧了这些宏伟计划的交付风险。
对月球裂变系统进行建模的独立和学术分析师估计,初始演示装置的开发费用在几年内将达到数亿至数十亿美元——这在更广泛的 Artemis 计划预算中虽然占比很大,但并非不可控。尽管如此,在 2030 年实现在月球上交付完全集成的发电厂的时间表被广泛认为过于乐观。工程师们指出,新型核硬件的开发周期很长,需要跨机构审查和许可,而且在反应堆安全供电之前,还需要承担多次发射和地面基础设施的物流负担。
安全、责任和监管漏洞
几位资深技术人士认为,授权和监管必须涉及多个美国机构——特别是 Department of Energy(美国能源部)——而且如果美国希望在促成科学和商业活动的同时维护反对武器化的规范,国际磋商将至关重要。分析人士还警告称,在没有稳健的安全保障和向盟友及公众进行透明风险沟通的情况下,不应加快核授权。
地缘政治背景
该行政命令是在国际社会快速推动月球基础设施建设的背景下发布的。中国和俄罗斯已宣布计划在 2030 年代中期建立一个自动化的核动力 国际月球科研站(International Lunar Research Station)。欧洲、日本和其他伙伴国家也在推进可融入地月空间经济的技术。这种竞争动态是白宫紧迫感的主要驱动力:决策者现在不仅将月球电力能力视为科学和探索,还将其视为在地月空间获取战略优势的一个要素。
这种转变引发了对传统的以科学为主导的太空探索模式的疑问。一些行星科学家警告称,以“先到先得”为特征的竞争有缩小合作科学的风险,并可能鼓励围绕月球行动采取防御性或排他性的做法。另一些人则认为,竞争会刺激投资和技术创新。无论如何,现在的政策权衡已明确将民用探索目标、工业战略和国家安全规划结合在一起。
商业化、工业战略及后续步骤
该行政命令将反应堆目标与更广泛的目标相结合,即吸引私人资本进入美国太空市场,并将部分重返月球的架构转移给商业供应商。这种做法既反映了一种信念,即私人供应商可以降低发射和集成成本,也反映了一种将开发风险分散到传统政府计划之外的战略偏好。
在不久的将来,关键路径将测试三件事:NASA 和 Department of Energy 是否能就技术上可行的反应堆演示装置达成一致并提供资金;商业供应商是否能大规模提供发射和机器人安装服务;以及国会是否会维持满足压缩时间表所需的拨款。如果美国希望避免将月球变成一个充满争议的区域,而不是共享科学和商业的平台,那么在安全和冲突化解方面的国际协调,或至少是透明度,也将至关重要。
本周做出的政策决定使核裂变成为美国月球战略的明确支柱。将这一政策转变为安全、可负担且国际公认的能力,将需要对新硬件的技术掌握、耐心的跨机构工作以及清晰的外交协调——而竞争对手正朝着同一目标赛跑。
来源
- NASA(Artemis 计划与裂变表面动力项目)
- Department of Energy(核技术与安全评估)
- Office of Science and Technology Policy(白宫太空政策办公室)
- University of Illinois at Urbana‑Champaign(核工程专家知识)
- University of Surrey(太空应用与月球动力研究)
- Lancaster University(行星科学与探索分析)
- German Marshall Fund of the United States(地月空间竞争政策分析)
- 中国国家航天局 / 中国探月工程(国际月球科研站规划)
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