导
语
近期，美国家航空航天局（NASA）和能源部公布了月面反应堆电源项目的方案征集信息，计划2022年启动项目，2028年底完成地面样机和飞行样机研制。月面反应堆电源将为载人登月任务的月球表面基地提供能源支持，大幅提升宇航员在月球表面开展任务的能力，实现人类在月球表面的长期驻留。
一、项目背景
研制月面反应堆电源，是美国近年来力推载人登月背景下的一项重大举措。1969年 1972年，美国完成6次载人登月，此后，载人航天活动仅停留在国际空间站。21世纪初以来，美国每届政府都申明了载人登上月球、火星的远景目标。特朗普政府启动了“阿尔忒弥斯”计划，确定2024年为首次登月时间，还计划后续在月球建立基础设施，实现宇航员在月球表面长期作业，为未来载人火星任务做技术储备。
在月球、火星表面，因月夜、火星尘暴等因素，太阳能电池运行连续性受到严重限制，难以可靠支持宇航员长时间停留。在过去十多年的载人探月、探火规划中，美国一直将反应堆电源作为月球、火星等星体表面基地能源供应的首选，确定电源功率40千瓦。“阿尔忒弥斯”计划启动后，2019年，NASA决定将在2026年运行月面反应堆电源。时任总统特朗普2020年12月16日签署《有关太空核电源与核推进的国家战略总统备忘录》，将月面反应堆电源列为太空核系统的四项发展目标之一，示范运行时间调整到2027年。
二、基本情况
NASA和能源部此次向工业界发布方案征集信息，表明月面反应堆电源项目即将从筹备阶段进入实质性研发阶段，根据目前计划可在本世纪20年代末期发射。
设计目标。反应堆电源设计功率为40千瓦，可在月球环境下连续运行至少10年，能耐受发射和着陆的结构负荷；折叠后可装入直径4米、长6米的圆柱体空间内，总质量不超过6吨；可多次自动启动和关闭；可支持0 100%功率范围的用户负载，单点故障最小化并在发生故障后至少提供5千瓦电力输出；可在着陆器上运行或移动到其他地点运行。
实施计划。项目计划分两阶段进行：第一阶段开展研制方案规划和工程设计。NASA将在2022年初选择多家企业开展为期1年的工作，完成月面反应堆电源工程设计，详细拟定地面样机和飞行样机的研制计划。第二阶段开展地面样机和飞行样机研制。NASA将在第一阶段完成后再次通过方案征集，选择具有技术、价格优势的最佳企业，在2028年12月以前交付一台地面样机和一台经过鉴定的飞行样机。
三、研发意义
月面反应堆电源一旦研制成功，将成为太空能源应用的巨大突破，保障月球表面基地的长期可靠能源供应，支持宇航员在月球表面更长时间的深度 探索 ，推动太空反应堆电源技术进一步发展。
（一）将是太空能源应用的一次巨大突破
核能用于太空领域，较太阳能、化学能等常规能源，具有不受太阳光照影响、能量密度高、使用寿期长等优势。美国使用太空核能装置始于1961年，但主要限于输出功率较小的放射性同位素电源，至今已在28个航天器装备了47个电源，输出功率都不超过几百瓦，保障了深空探测、火星和月球表面探测、人造卫星运行等任务，是美国太空探测的核心技术之一。
太空核反应堆电源可实现千瓦以上乃至兆瓦级的功率输出。美国在开发太空核反应堆电源方面经验丰富，但实际仅在1965年发射一次。该电源搭载在一颗人造卫星上，电功率仅有500瓦，运行了43天。此次研制月面反应堆电源，将是世界上首次将数十千瓦的核能装置用于太空领域，通过提升太空能源供应的功率水平、可靠性和持续性，开辟一系列全新的太空作业类型，占领新的太空技术制高点，推动人类进入持久开发和利用深空的新时代。
（二）将支持人类在月球表面长期驻留
美国上世纪的载人登月持续时间短、活动范围有限，在太空的持久驻留仅限于空间站上。“阿尔忒弥斯”计划下研制的月面反应堆电源，将成为美国月球表面基地的主要能源来源，可实现长时间可靠供电，保障月球表面的基础设施稳定运行。在电力有保障的前提下，结合发展就地资源利用技术，利用月球表面资源生产燃料、水、氧气、推进剂等，降低对地球补给的依赖，可让宇航员在月球表面居住、工作数月乃至数年，并利用车辆、可移动的居住平台、跳跃移动装置等，扩大开展作业的范围。
（三）将为更先进的太空反应堆电源奠定基础
更先进的太空反应堆电源将达到百千瓦至兆瓦以上的供电功率，用于星表基地，可支持更高水平的星体表面作业能力；用于航天器，可支持更先进载荷并实现核动力推进。但更大功率反应堆电源从研制到实现应用，需要克服大量技术挑战，尤其是需要解决高温运行的反应堆燃料、大功率和高效率能量转换、轻型热排放等关键技术。
月面反应堆电源作为美国近几十年来首个太空中运行的反应堆，将推动一系列关键技术首次实现应用，打通太空核反应堆发射、部署、运行、维护的全流程，并建立相关测试、制造能力，巩固相关研发生产供应链，为后续开发更大功率、更多用途的各种太空核反应堆电源奠定基础。
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来源 | 综合网站
| 互联网
作者 | 许春阳 中核战略规划研究总院
编辑 | 赵霄
注：原文来源网络，文中观点不代表本公众号立场，相关建议仅供参考。
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王大中是哪里人
1978年5月起，美国探讨发展“洛杉矶”级攻击型核潜艇的后继艇。1980年末，美海军提出新概念核潜艇设计，由于是在21世纪使用的攻击型核潜艇，故代号为SSN-21。SSN-21级的概念设计完成后，美海军计划建造30艘，经费高达360亿美元，成为美海军有史以来耗资最大的一项潜艇发展计划，被称为“海军现代化计划之基石”。SSN-21级核潜艇于1989年10月开工建造，命名为“海狼”号，该级艇因此也叫“海狼”级。此间，“海狼”号在建造过程中发生了严重焊接质量事故，使造价猛增至25亿美元。在这种情况下，“海狼”级艇的建造数量一再削减，最后定为3艘，全部由美国通用动力公司电船部建造。首艇“海狼”号和第二艘“康涅狄格”号已分别于1997年和1998年服役。第三艘“吉米·卡特”号艇身加大，艇长增加到138.1米，以便携带更多先进设备、武器或容纳特种部队人员专用舱，它的水下排水量也增加到1.2万吨。反正是最后—艘了，美海军不惜加大投资，造价蹿高到32亿美元。
美国海军在“洛杉矶”级之后研制的一种高性能攻击型核潜艇，原计划建造30艘。虽然它的技术性能有很大提高，但研制、建造费用也昂贵，首艇单价高达21亿美元，因此只建造3艘。
在70年代，美国与苏联核军备竞赛十分激烈。美海军认为“洛杉矶”级艇存在一些缺点，比如垂直发射筒和拖曳阵声呐占用了较多的压载水舱容积，降低了生命力；鱼雷管数量少，反潜能力有限等。另外，苏联弹道导弹核潜艇长期在北极冰层下活动，具有很强的生命力。
为保证美国在核动力攻击潜艇上的优势，美海军于70年代末决定发展新型攻击型核潜艇“海狼”级。它被称之为21世纪的核潜艇，故首艇代号为SSN-21。原打算建造30艘，首艇预算16亿美元，后续艇预算每艇11～12亿美元，计划总耗资360亿美元。该艇的科研费，包括S6W新型反应堆系统的研制费用在内共花费10亿美元。
美海军以前潜艇设计周期很长，改进方式基本上是部分改进。而“海狼”级设计时采用高性能、高费用的方案，使用的第三代高功率推进装置在建造过程中又发生了严重的焊接质量事故，致使首艇造价猛涨至21亿美元。
由于苏联解体，冷战结束，再加上美国国防预算紧缩，因此该级艇的建造计划从30艘改为10艘，后又改为3艘。
该级艇是一型适用于深海区的多用途核潜艇。美海军赋予该级艇的使命是：攻击敌舰队；将敌潜艇兵力围困在其本土水域；攻击敌岸基目标；为航母编队护航；隐蔽布雷；以及隐蔽输送特种部队等。
“海狼”级艇的研制计划曾在美军内外引起争议，比如该计划实施的条件是否成熟，效费比是否合算，设计的重点放在改进安静性和被动式声呐的性能上是否合适等。不过该级艇仍旧是一级综合性能十分先进的最现代化和最有战斗力的攻击型核潜艇，各方面的质量比前几代艇都有很大的改进提高。
国家重点科研项目指哪些?
王大中
王大中，1935年3月2日出生于河北省昌黎县，中国核反应堆工程与核安全专家，中国科学院院士，清华大学原校长。
1953年入清华大学学习；1958年毕业于清华大学工程物理系；1970年任清华核能所党委常委、设计室主任；1980年赴西德进修；1982年在德国亚琛工业大学获自然科学博士学位；1993年当选为中国科学院院士；1994年任清华大学校长。
王大中早年从事高温气冷堆研究，后从事低温核供热堆研究。
中文名：王大中
国籍：中国
民族：汉族
出生地：河北省昌黎县
出生日期：1935年3月2日
职业：教学科研工作者
毕业院校：亚琛工业大学
主要成就：2007年何梁何利基金科技奖
1993年当选为中国科学院院士
代表作品：《21世纪中国能源科技发展展望》
人物经历
1935年3月2日，王大中出生于河北省昌黎县。自幼就学于天津。
1958年，毕业于清华大学工程物理系核反应堆专业。
1961年至1962年，为清华大学在职研究生。
1970年，任清华核能所党委常委、设计室主任。
1969年至1979年，从事热中子钍增殖堆及高温气冷堆研究，任反应堆设计室主任，反应堆工程总体室主任。
1980年，赴西德进修。
1982年，在联邦德国亚琛工业大学获自然科学博士。
1983年以来，主持低温核供热堆，担任国家重点攻关项目负责人。
1993年，当选中国科学院院士。
1994年，任清华大学校长。
主要成就
科研成就
20世纪60年代参与领导了中国自建屏蔽实验反应堆的设计、建造和运行。70年代中以来，主持领导了高温气冷堆的研究发展工作，提出了一种模块式高温气冷堆的新概念，获德、美、日等国发明专利。主持领导863高技术计划重点项目-10兆瓦高温气冷堆研究发展工作，并在中国初步建成高温堆研究基地。80年代，开创了中国核能供热研究新领域，主持研究、设计、建造、运行成功世界上第一座5兆壳式核供热堆。并领导了利用核供热堆进行热电联供、空调制冷及海水淡化等研究。
据2018年2月清华大学官网信息显示，王大中发表论文70余篇，专著一本。
发表论文
薄涵亮，郑文祥，董铎，王大中.水力驱动控制棒静态特性实验研究.核动力程,2001,22(1):11-14
王大中.冷却水钼系处理的技术进展.工业水处理.1993(04):3-6
王大中，马维国，赵锐锐.高炉密闭循环冷却水系统的设计.工业用水与废水,2000,31(2):16-18
薄涵亮，郑文祥，王大中，姜胜耀，杨巾农,核反应堆控制棒水压驱动技术.清华大学学报,2005,45(3):424-427
秦本科，薄涵亮，郑文祥，王大中.控制棒水压驱动机构水压缸步升压力变化过程.清华大学学报,2008(12):2118-2121
秦本科，薄涵亮，郑文祥，王大中.控制棒水压驱动机构水压缸步降过程运动阻力研究.原子能科学技术,2009,43(4):435-440
出版著作
王大中.21世纪中国能源科技发展展望.清华大学出版社，2007年11月第1版
人才培养
截至2016年，王大中已经培养超过15名博士、11名硕士；根据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息、全国图书馆参考咨询联盟，王大中培养学生情况如下：
荣誉表彰
社会任职
曾任国务院学位委员会委员、国家核安全局专家委员会委员、北京市人民代表大会常务委员会副主任、全国政协常委、中国核学会副理事长。
王大中院士还荣获香港大学、香港浸会大学、澳门大学、日本早稻田大学和法国巴黎中央大学的名誉博士学位。
人物评价
在工作局面看似忙和乱的时候，他以清醒的思路和有序的安排把握住前进的方向。和他在一起，清华人强烈地感到：作为一校之长，他在前面拉自己，在后面推自己，他鼓励大家跳跃、奔跑，去摘取更诱人的果实。（清华新闻网评）
王大中校长有高瞻远瞩的战略思维，倾心、全心育人的教育情怀，丰富的教育思想，勇于开拓创新的改革精神，同时更是一位平易近人、具有学者气质人格魅力的领导者。（中国科学院院士邱勇评）
人物影响
《跨越世纪清华梦——王大中校长十年启示录》是2015年清华大学出版社出版的书籍，作者是吴敏生、吴剑平、孙海涛。该书体现了王大中作为这一时期的清华校长，主持清华改革发展战略“顶层设计”并推动实施，与班子成员一起为清华快速发展所付出的心血和贡献。本书被列为清华大学百年校庆的校级出版物。
国家重点科研项目包括高校、科研机构和企业所承担的民口科技重大专项。
包括：
1、973计划（数学机械化、高性能科学计算理论及软件设计新概念、长江和黄河流域水资源演化规律及主要的淡水湖泊富营养化方面的研究、恶性肿瘤、心脑血管疾病和老年病等重大疾病发病机理研究等）。
2、863计划（高性能计算机、第三代移动通信、高速信息网络、深海机器人与工业机器人、天地观测系统、海洋观测与探测、新一代核反应堆、超级杂交水稻、抗虫棉、基因工程等方面已经在世界上占有一席之地；重视高技术集成创新和培育战略性新兴产业，在生物工程药物、通信设备、高性能计算机、中文信息处理平台、人工晶体、光电子材料与器件相关项目）。
3、科技支撑计划项目以及国家自然科学基金会的重大重点项目。
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