美国国家航空航天局第1号法令为未来的载人登陆火星提供了充分的技术准备，但是人类在火星上生活的首要问题是电力供应。
    
     去年12月11日，特朗普正式签署了国家空间委员会第1号法令。该法令的核心内容是敦促人类重返月球，并为未来的载人登陆火星做好充分的技术准备。ARS是电源。
    
     为了人类在火星和其他外星行星上的长期存在，一个可靠和有效的电源系统是必不可少的：照明、饮用水、氧气供应等等，这些都是日常生活所必需的，而稳定和持续的电源系统是必不可少的。进行特定空间实验和返回旅程的燃料生产。
    
     现有的电源系统主要有三种：化学能、太阳能和太阳能。它们各有优势，适合不同的任务。化学能电池更适合于短期和高功率任务。化学电池每小时任务可以提供高达60000千瓦的功率，但是当任务周期延长到一个月时，它们只能提供。功率低于千瓦。因此，化学电池通常用于航天器的短期任务，太阳能电池适用于中长期、中低功率任务，太阳能本身不能提供瞬时的高功率输出，能量密度有限。在1050kW的功率水平上具有最高的效率和较长的使用寿命。因此，太阳能电池通常用于具有良好照明条件和中等功率水平的中长期任务，例如用于长期任务的大多数卫星。
    
     核动力源有两种：一种是放射性同位素电池，另一种是空间核动力源。放射性同位素电池具有低输出功率，通常低于100W电平，但能长时间连续供电。它们特别适合于长期无人驾驶的深空探测和目录探测任务，这些任务光照条件差，功率要求低，例如美国宇航局的卡西尼、新地平线和好奇号火星探测器。它们都依赖于放射性同位素电池。空间核反应堆。电源可为不同功率要求的任务提供长期电源。然而，考虑到综合成本效益比，它通常用于要求中高功率(大于10kWe)的太空任务。空间核反应堆可以低于具有相同功率的太阳能电池板。
    
     火星探测是一项长期的太空任务，不包括化学能，只用于短期任务，只留给太阳能电池和核能空间。但是在火星上，太阳能在不同季节变化很大，不能提供稳定的电力来源；火星上经常发生沙尘暴。可能持续几个月，覆盖在太阳能电池板表面的灰尘将直接影响发电效率；火星上的夜晚超过12小时，昼夜交替也限制了太阳能电池板的使用。影响太阳能的使用。
    
     与太阳能电池相比，空间核反应堆电源的优势在于它具有自主供电、独立于太阳光等外界条件、能够冷静应对火星复杂气候环境、能够全天候、全天候工作的特点。功率范围宽，可覆盖千瓦/兆瓦的功率输出，可有效满足航天任务日益增长的能量需求。此外，功率密度越高，质量功率比越低，功率越大，质量优势越明显。它非常适合作为高功率空间任务的火星长期定位，但空间核反应堆电源也具有技术复杂、开发周期长、投资高的特点。有必要解决辐射防护和核安全等特殊问题。
    
     2018年1月18日，美国国家航空航天局在内华达州进行了一次成功的Kilopower小型核反应堆试验。Kilopower是由美国国家航空航天局、洛斯阿拉莫斯国家实验室和Y12国家安全中心联合开发的小型核反应堆。U235用作核燃料发电1-10千瓦，可使用10年，一台Kilopower电源可以满足两个普通家庭10年的需要，其中四个家庭可以支持建立火星基地。
    
     反应器的电源由铀钼合金芯制成。反应器的热量通过无源钠热管传递，热能通过斯特林发动机转化为电能。反应器的主要结构如下。底部芯被包裹在由氧化铍制成的中子反射器中。反应器启动和关闭由碳化硼控制棒控制。在控制棒移出反应堆芯之后，快中子反应堆的裂变反应堆开始并释放热量。
    
     反应堆上部为由氢化锂和钨制成的阴影屏蔽，可有效屏蔽来自反应堆堆芯的辐射，并将反应堆产生的辐射剂量降低到有效载荷和宇航员可接受的水平。八个斯特林发动机通过被动钠热管在反应堆上方，驱动斯特林发动机旋转和发电。
    
     发电的余热通过钛水热管的散热器散热，散热器可配置在顶部，政策性工作需要配置散热器，以增加面积，提高辐射效率。下图是散热器展开过程的状态图。
    
     目前，美国国家航空航天局正在与美国能源部合作进行测试，测试将持续到明年初。今年3月底，将连续进行约28小时的全功率测试，以解决许多技术问题，并将技术成熟度提升到5级。
    
     第一阶段是20世纪50年代和70年代的初期，在此期间，美国以核辅助电力系统计划（SNAP）为中心开展了大量的概念设计和技术研究开发活动。SNAP-10A是世界上第一个发射到太空的核反应堆电源，也是美国迄今为止唯一发射的空间核反应堆电源。由于需求和航天任务重点的调整，美国政府于1973年终止了大规模发展空间核反应堆电源。
    
     第二阶段是20世纪80年代初至90年代初的复兴阶段，在《星球大战》和《空间探索计划》的支持下，美国空间核反应堆电源的研究开发重新启动，其研究开发工作主要集中在已在SP-100项目上实施。此后，由于政府重点的调整和投资的减少，美国空间核反应堆电源的研究和开发再次陷入低潮。
    
     第三阶段是21世纪初到现在的新时代，进入21世纪后，美国吸取了过去的经验，更加注重利用成熟的技术来降低成本和风险，缩短研发周期。e用于未来行星基地的星形分裂电源计划(AFSPS)和用于千瓦电源的Kilopower电源计划。2013年，美国完成了AFSPS组件和子系统的开发和测试，并在20个国家完成了非核集成示范。15.Kilopower作为同位素电池的后备，填补了同位素电池(低于千瓦级)和AFP(几十千瓦级)之间的功率差距，在原型反应堆测试中取得了初步成功。
    
     Kilopower原型反应堆试验的成功标志着美国空间核反应堆发展进入了一个新的历史阶段，在这一阶段，美国放弃了与苏联恶性竞争的概念，盲目地匹配目标，更加重视再利用。在降低成本和风险的同时，同步推进了两种不同功率水平的空间核反应堆研究，以应对未来同位素电池的减少，同时满足未来不同功率水平的空间任务的需要。重返月球和火星的战略，空间委员会的主导作用已经逐渐显现，而美国的空间核反应堆技术将迎来下一个黄金发展时期。