北京時間8月6日13時31分，美國航天局2011年年底發(fā)射的“好奇”號探測車登陸火星表面，“降落”時長7分鐘。并開始了在火星為期兩年的任務(wù)。“好奇”號項(xiàng)目總投資為25億美元，是迄今最昂貴的火星探測項(xiàng)目。美國總統(tǒng)奧巴馬的頂級科學(xué)顧問約翰·霍爾德倫(John Holdren)認(rèn)為，“這是行星探索邁出的巨大的一步。以前從來沒有人做到過類似的事情。這次的表現(xiàn)令人難以置信。”（以下是好奇號登陸火星圖）

圖為美國宇航局首次成功收到的“好奇”號傳回地球的圖像

圖中顯示的是在“好奇”號火星車安全抵達(dá)地面前一分鐘，處于工作狀態(tài)的“天空起重機(jī)”（圖片來自環(huán)球網(wǎng)）

當(dāng)火星車接觸到火星表面時，連接電纜就會被立刻切斷，反推火箭將會飛離火星車，離開安全距離之外。該著陸方法在目前登陸火星的探測器中是獨(dú)一無二的。

    這個重量達(dá)1噸的火星探測車使用的是六輪核動力，據(jù)報道稱，好奇號火星車是美國宇航局迄今最為先進(jìn)的火星車，大小與一輛小汽車接近，以核電池作為動力，至少可以保證14年的供能。據(jù)了解，在外行星探測中，由于空間探測器遠(yuǎn)離太陽，難以利用太陽電池發(fā)電，必須采用核電源。美國在“海盜”號探測器，“先驅(qū)者”10號、11號探測器，“旅行者”1號、2號探測器，木星和土星探測器中，都使用了同位素溫差發(fā)電器作為電源。那么，到底什么是核動力呢?

    核動力原理簡介

    核動力是利用可控核反應(yīng)來獲取能量，從而得到動力，熱量和電能。因?yàn)楹溯椛鋯栴}和現(xiàn)在人類還只能控制核裂變，所以核能暫時未能得到大規(guī)模的利用。利用核反應(yīng)來獲取能量的原理是：當(dāng)裂變材料(例如鈾-235)在受人為控制的條件下發(fā)生核裂變時，核能就會以熱的形式被釋放出來，這些熱量會被用來驅(qū)動蒸汽機(jī)。蒸汽機(jī)可以直接提供動力，也可以連接發(fā)電機(jī)來產(chǎn)生電能。世界各國軍隊(duì)中的大部分潛艇及航空母艦都以核能為動力，同時，核能每年提供人類獲得的所有能量中的7%，或人類獲得的所有電能中的15.7%。

    核動力衛(wèi)星使用核電源的人造地球衛(wèi)星。核電源工作壽命長，性能可靠，能提供較大的功率。它與太陽電池電源相比，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，由于在衛(wèi)星外部沒有伸展開的大面積太陽電池翼，在低軌道飛行時大氣阻力較小。在空間戰(zhàn)中使用核電源能提高衛(wèi)星的生存能力。核電源適用于某些軍用衛(wèi)星和行星探測器。由于衛(wèi)星墜毀時會對大氣和地球造成污染，核電源的使用受到安全上的限制。衛(wèi)星用的核電源有兩類：放射性同位素溫差發(fā)電器和核反應(yīng)堆電源。前者功率較小，為幾十至幾百瓦;后者功率較大，可達(dá)數(shù)千瓦至數(shù)十千瓦。

    衛(wèi)星用的核電源有兩類：放射性同位素溫差發(fā)電器和核反應(yīng)堆電源。前者功率較小，為幾十至幾百瓦;后者功率較大，可達(dá)數(shù)千瓦至數(shù)十千瓦。美國在1965年發(fā)射的一顆軍用衛(wèi)星中，用反應(yīng)堆溫差發(fā)電器作為電源，由于電源調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障僅工作43天。以钚 238放射性同位素作熱源的同位素溫差發(fā)電器，曾用于“子午儀”號導(dǎo)航衛(wèi)星、“林肯”號試驗(yàn)衛(wèi)星和“雨云”號衛(wèi)星;蘇聯(lián)在1967～1982年共發(fā)射了24顆核動力衛(wèi)星，都屬于海洋監(jiān)視衛(wèi)星。在外行星探測中，由于空間探測器遠(yuǎn)離太陽，難以利用太陽電池發(fā)電，必須采用核電源。

    核動力使用現(xiàn)狀

    中國于20世紀(jì)70年代開始空間堆的研究工作，后一度中止。“九五”期間，空間堆研究被列入總裝備部預(yù)先研究項(xiàng)目，由原子能院和空間技術(shù)研究院共同承擔(dān)，完成了空間堆概念設(shè)計(jì)。“十五”起，開始了空間堆初步設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)以及安全研究等方面均取得一定突破。目前項(xiàng)目處于從技術(shù)設(shè)計(jì)到施工設(shè)計(jì)的過度階段，正進(jìn)行設(shè)備和部件的研制和單項(xiàng)試驗(yàn)。計(jì)劃2015年完成地面試驗(yàn)，2020年定型，2025年發(fā)射“百千瓦級核反應(yīng)堆試驗(yàn)星”，進(jìn)行在軌演示驗(yàn)證，掌握超大功率空間核反應(yīng)堆電源技術(shù)。

    俄羅斯、美國、法國、德國和日本等國從20世紀(jì)60年代起就開始開展空間堆的研究，目前只有美國和俄羅斯進(jìn)行了實(shí)際發(fā)射。截至2004年，俄羅斯供發(fā)射了37個使用空間堆供電的航天器;美國發(fā)射過1個類似裝置。

    西方在核動力衛(wèi)星技術(shù)方面也起步很早，美國在1960年代就開始將核反應(yīng)堆裝上衛(wèi)星，但出于安全考慮，與前蘇聯(lián)相比數(shù)量較少。但近年來，美國和歐洲又重新開始新一代核動力衛(wèi)星的研發(fā)。

    目前，大多數(shù)人造衛(wèi)星依靠太陽能電池提供動力，因此顯眼的太陽能板成為多數(shù)衛(wèi)星的主要特征。而空間核反應(yīng)堆可以提供更充足的能源，而且也可以通過減少太陽能板減輕衛(wèi)星的負(fù)荷。

    核動力衛(wèi)星歷史事件

    美國在1964年4月發(fā)射“子午儀”號導(dǎo)航衛(wèi)星時,因發(fā)射失敗衛(wèi)星所攜帶的放射性同位素源被燒毀,钚238散布在大氣層中并擴(kuò)散至全球。后來改用特種石墨作同位素源外殼，以防燒毀。

    1968年5月“雨云”號氣象衛(wèi)星發(fā)射失敗時,核電源落入圣巴巴拉海峽，后被打撈上來。

    蘇聯(lián)在1967～1982年共發(fā)射了24顆核動力衛(wèi)星，都屬于海洋監(jiān)視衛(wèi)星。衛(wèi)星帶有以濃縮鈾 235為燃料的熱離子反應(yīng)堆，功率為5～10千瓦。它們在200多公里的低軌道上工作,完成任務(wù)后核反應(yīng)堆艙段與衛(wèi)星體分離,并小型火箭推到大約1000公里的軌道,可運(yùn)行600年。

    1978年1月24日，蘇聯(lián)“宇宙”954號核動力衛(wèi)星發(fā)生故障，核反應(yīng)堆艙段未能升高而自然隕落，未燃盡的帶有放射性的衛(wèi)星碎片散落在加拿大境內(nèi)，造成嚴(yán)重污染。

    1983年1月“宇宙”1402號核動力衛(wèi)星發(fā)生類似故障,核反應(yīng)堆艙段在南大西洋上空再入大氣層時完全燒毀。

    核動力衛(wèi)星威脅

    1978年1月，蘇聯(lián)的雷達(dá)海洋偵察衛(wèi)星(RORSAT)“宇宙”-954，使用自身攜帶的核反應(yīng)堆再入大氣層，因?yàn)樾l(wèi)星的反應(yīng)堆核未能分離使其進(jìn)入核安全軌道，最后墜落在加拿大，它污染了大約10萬平方公里的土地。

    1983年2月，核動力的蘇聯(lián)衛(wèi)星“宇宙”-1402墜落在南大西洋。 最為嚴(yán)重的威脅來自于NASA/歐空局/意大利航天局合作的機(jī)器人衛(wèi)星任務(wù)——卡西尼-惠更斯。該任務(wù)用于研究土星和它的天然衛(wèi)星，于1997年10月15日發(fā)射，并在1999年8月18日進(jìn)行了重力輔助的地球飛越。該航天器攜帶有使用32.7千克钚-238的核反應(yīng)堆，在飛越時距離地球僅有500公里。假如該衛(wèi)星墜入大氣層，將有多至50億的人口受到輻射的毒害。

    2009年2月10日，美國銥星公司的“銥”-33通信衛(wèi)星和已經(jīng)停止工作的“宇宙”-2251在北西伯利亞上空發(fā)生碰撞。“宇宙”-2251就攜帶有核動力裝置，此次碰撞帶來了潛在的危險太空碎片。 目前，使用核系統(tǒng)的30顆俄羅斯衛(wèi)星和7顆美國衛(wèi)星運(yùn)行在距離地球800公里到1100公里的軌道上，在那里相似的碰撞還有可能發(fā)生。這意味著大約40次的“潛在核爆炸”。如果其中任一衛(wèi)星碰到太空垃圾碎片，它將減速并最終重返大氣層，在地球上空和地面釋放輻射。