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我请我的助理小编给大家汉化了一个视频，是洛斯阿拉莫斯国家实验室发布的，详细介绍了千瓦动力在太空中发电的原理。这个视频的发布时期是 2018 年 1 月，新鲜出炉哦，在我的微信公众号科学有故事中，回复“太空发电”，就可以观看了。另外，《科学美国人》这篇文章的全文大家也可以在科学有故事的微信公号中收到，也是我的助理小编辛辛苦苦翻译出来的。

听众“脑子停不下来”说听了吴老师在4.29绍兴演讲会的关于人类航天梦的演讲，感觉很激动，但同时也觉得有点儿沮丧，为什么呢？因为人类1969 年就登月了，可是都快过去半个世纪了，马斯克发了一个性能还不如五十年前的土星5 号的猎鹰9号重型火箭，大家都激动的不行，人类的宇航技术发展的怎么这么慢，与日新月异的信息技术完全不好比，他想问问我为啥人类的宇航技术进展的如此缓慢，最大的难点到底在哪里？

我想告诉这位听众，决定某一个领域技术发展的快慢绝不仅仅是一个科学问题，还包含了复杂的政治和经济问题。上世纪六十年代的“阿波罗计划”是在美苏冷战的大背景下，美国举全国之力的产物。有人打比方说，以当时的技术，登月就好像用帆船横渡太平洋。我们可以用一组数字来说明美国当年为了登月耗费的国力，1965年，在阿波罗计划上的花费占到了美国全部GDP 总量的0.8%，而 2016 年美国给NASA 的总预算只占GDP 总量的0.1%,差了八倍。为了登月，美国动员了全国上百家大学、科研机构和企业，2万多名科学家和 40 多万人在为登月服务。这种盛况在现在这样的和平年代，是不可能重现的。

可能你经常会听到别人说，半个世纪以来，人类的宇航技术并没有得到根本性的提升。但你更想了解的可能是到底什么才算是本质的提升。我可以给你一个答案，那就是人类在宇航中使用能量的方式，这是一个最为重要的标志。这有点像衡量宇宙中所有文明等级的卡尔达舍夫等级，用智慧文明能利用的能量等级来划分文明的等级。

这半个多世纪以来，人类宇航中使用的能量的方式主要有三种，给火箭提供动力的是化学能，这种能量的利用效率是很低的；维持各种仪器工作的能量主要来自太阳能和放射性同位素电池。这三种能量利用的方式都已经是半个世纪之前就有的技术，到今天，依然没有什么变化。

要想在宇航技术中实现质的突破，人类就必须掌握在宇航中利用核能的技术，也就是制造出小型可控核反应堆。这里插一句，放射性同位素电池虽然利用的也是核能，但它利用的实际上只是天然放射性释放出来的能量，与原子弹、核电站这种人工激发裂变还是有很大区别的。核能有两种方式可以利用，一种是裂变反应，就像原子弹那样；一种是聚变反应，就像氢弹那样。而可控的核聚变反应即便是要应用于商业发电目前都还看不到希望，更不要说要小型化到能用于宇航了。现在能看到希望的就是小型化的核裂变反应堆，这个技术一旦突破并成熟，人类的宇航技术又将迈上新的台阶。

2018年的5月15日，在《科学美国人》上刊登了一篇文章，标题是《NASA将利用核装置重回月球吗？》，这篇文章对美国现在的小型核反应堆的技术做了比较详细的报道。

NASA 在这个领域已经努力了半个世纪，希望建造出能在太空使用的核电站。最近，它刚刚成功测试了一个全新的设计，被叫做“千瓦动力（Kilopower）”，它很可能成为小型核反应堆的新里程碑，有可能在未来五到十年内完成首次太空飞行。千瓦动力是由NASA和美国能源部共同开发的，是近四十年来美国唯一的全新的核反应堆。它有可能会给人类的宇航技术带来革命性的变化。

在太空探索中，核能主要有两大用途，分别是供电和助推。目前的千瓦动力装置主要用于供电，足够满足一艘大型飞船所需要的电力。在未来，千瓦动力可能也会被用于助推太空飞船，主要通过给离子发动机供电的方式来实现，但NASA目前关于这项使用还没有确切的计划。

我们来了解一下千瓦动力装置的原理：它是一个微型的核反应堆，用一根硼控制棒插入一堆铀中，进行可控的核裂变反应，释放热量，转换为电能。

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