
在爭奪首位登陸月球者的競賽之後,如今迎來了月球上的電力競賽。
美國國家航空暨太空總署(NASA)希望建造一座核反應爐,為人類在月球表面的長期駐留提供能源。2026 年 1 月,NASA 和美國能源部正式宣布計劃在 2030 年前建成月球表面反應爐。NASA 現在將核能視為太空人長期駐留月球的關鍵技術之一。
據《紐約時報》10 月 4 日的報導,該報調查了美國、俄羅斯和中國的月球探測計畫,NASA 已加快研發進度,並要求業界準備一套能夠在太空飛行、在月球南極附近著陸,且幾乎無需人工干預即可運行的系統。NASA 的目標是在 2030 年 12 月前發射。香港科技大學教授、法國核物理學家朱利安.德.特魯利烏.德.朗韋爾辛 (Julien de Troullioud de Lanversin) 對此時間表表示懷疑,他如此告訴法國新聞電台 (franceinfo)。
這位法國核物理學家德.朗韋爾辛 指出:「從統計數據來看,2030 年的最後期限似乎並不切實際。如果我们回顧以往所有計畫的最後期限,無論是核反應爐還是太空計畫,我們總是會發現嚴重的延誤。」
事實上,真正的挑戰不僅在於設計反應爐。它還必須成功整合到火箭中,發射升空,而最重要的是,完好無損地降落在月球表面。這位研究人員還強調說:「將核反應爐降落在月球上是我們尚未嘗試過的。」
月球上兩週無日照
既然太陽能面板可以發電,為何還要讓未來的月球任務變得如此複雜呢?
主要原因在於月夜。在某些地方,月夜持續時間可超過地球兩週。在未來計劃建立定居點的區域,溫度甚至會降至零下 198 攝氏度左右。反應爐則提供了一項重大優勢:它無需依賴太陽能即可發電,並且可以持續運行數年。德.朗韋爾辛總結道:「核反應爐可以晝夜不停地運行。」顯然,可以將太陽能電力儲存在電池中,但電池的質量會帶來另一個問題。這位物理學家指出:「電池越重,成本就越高。」
德.朗韋爾辛還向法蘭西新聞電視台說:「在前往月球的數十萬公里旅程之前,必須從地球引力中擺脫每一公斤額外的重量。」
南極點尤其令有心國家垂涎。人們相信其部分區域蘊藏著冰層。這是一項至關重要的資源:如果南極點附近就有水,就無需從地球運輸水源,而且從長遠來看,還有助於生產人類活動所需的其他資源。
在這項月球領域的競賽中,美國人並非唯一努力邁開步伐的國家。
俄羅斯也在同步研發用於國際月球研究站的反應爐,該項目是俄羅斯與中國合作開發的。莫斯科的目標是在 2036 年實現這一目標。俄羅斯的這項計畫旨在實現從一次性任務到更持久的月球駐留的轉變。早在 2021 年,中俄兩國就正式簽署了未來月球研究站的合作協議。在這場競賽中,莫斯科擁有豐富的歷史經驗。蘇聯在 20 世紀 70 年代和 80 年代向太空發射了 30 多座核反應爐,主要搭載在衛星上。而美國僅在 1965 年發射過一座代號為「SNAP-10A」的裂變反應爐。德.朗韋爾辛指出:「俄羅斯在太空核反應爐方面比美國更有經驗。」
德.朗韋爾辛還向這家法蘭西新聞電視台指出:「在中俄夥伴關係中,中國帶來了其在航天技術和探月任務方面日益豐富的經驗。」
美國國家航空暨太空總署(NASA)自身也在分階段推進相關計畫。在月球反應爐 1 號(Lunar Reactor-1)之前,它正在籌備太空反應爐 1 號「自由號」(Space Reactor-1 Freedom)任務,該任務旨在驗證各種核技術在飛行中的可行性。NASA 明確表示,此舉旨在降低在月球表面安裝反應爐之前的風險。美國的各項技術目標也隨著計畫的推進而不斷演變。NASA 此前曾要求業界研發至少 100 千瓦的系統。而今天《紐約時報》報導的這個計畫規模要小得多:發電量約為 20 千瓦,運行週期為五年,大致相當於 15 個美國家庭所需的用電量。
一國是否有權「聲稱」對月球的一部分領土擁有主權?
這場競賽也涉及地緣政治。1967 年《外太空條約》確立了一條非常明確的規則:月球和其他天體不得通過主權聲索、佔領或任何其他手段被「國家佔有」。此外,探索活動必須對所有國家開放。因此,安裝反應爐並不能合法地允許一個國家在某塊領土周圍插上國旗,從而成為該領土的所有者。
然而,在執行上,實際遇到的情況是更微妙、複雜的。核設施必然會設置安全距離。《紐約時報》報導稱,美國方面擔憂,俄羅斯和中國率先安裝的反應爐實際上可能會形成一個其他任務難以進入的區域。
因此,太空法的制定必須應對新的現實問題:多個國家正計劃同時在同一月球區域開展活動。聯合國自身也承認,自由使用、不佔有原則和未來資源開發利用等三項規定並存,仍然會帶來法律和實踐上的難題。
如果發生意外事故,情況將會如何?
其實,飛行器起飛時的危險並不完全是人們想像的那樣。反應爐將被關閉,直到到達目的地才會開始運行。因此,它的燃料尚未產生大量高放射性元素的核反應。 德.朗韋爾辛解釋道:「未經輻照的核燃料具有非常輕微的放射性,實際上並不是很危險。」
在月球上運行幾個月或幾年後,情況就會發生變化。然後,在人類沒有經驗的環境中就會發生事故。 這名核物理學家解釋道:「另一個問題是:是否會發生爆炸。」因為這可以「將核反應爐堆芯的元件投射到周圍區域」。
德.朗韋爾辛還向媒體解釋道:「月球的低重力會顯著改變它們的軌跡。爆炸產生的擴散範圍可能比地球上大得多。」
《紐約時報》也強調了此一特殊性。月球沒有大氣層,因此地球上已知的某些擴散方式會受到阻礙,但月球的引力比地球弱約六倍,這使得受污染的碎片能夠傳播很遠的距離。太空史上早就敲響過一項警鐘了。1978 年,蘇聯的「宇宙 954 號」衛星(搭載核反應爐)失控墜落到加拿大北部上空。放射性元素散佈在廣闊的區域,不得不組織大規模的搜尋行動。
最後,還有一個很少被提及的問題:反應爐停止運行後該如何處理?
將其回收至地球將極其複雜且成本高昂。因此,目前正在考慮的美國和俄羅斯計畫將反應爐在其壽命結束後留在原地。
隨著永久基地計畫日趨具體,月球探索也暴露出一些此前主要存在於地球上的問題:能源生產、資源共享、安全區和廢物管理。在人類首次插上旗幟、留下足跡六十年後,人類在月球上留下的下一個持續性痕跡很可能就是:那些退役的核反應爐。