空间核动力在深空探测中的应用及发展综述

朱安文，刘磊，马世俊，李明

（1. 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094；2. 中国空间技术研究院，北京 100094）

0 引 言

空间核动力[1-2]泛指在空间应用核能的装置，该装置将核能转化为热能、电能或者推进的动能满足航天器飞行任务的需求。当前利用的核能主要是放射性同位素的衰变能和核反应堆中裂变材料的裂变能。深空探测是脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间的探测[3]。本世纪的深空探测以太阳系空间为主（月球、火星、水星和金星、巨行星的卫星、小行星和彗星），兼顾宇宙空间的观测。

太阳能结合蓄电池是当前空间能源的主要形式，对于利用太阳能困难的航天任务以及大功率航天任务，空间核能的利用成为必然[4-8]。利用太阳能困难的航天任务主要包括月球表面[9]、火星表面[10]、木星及木星以远的深空飞行任务[11]，大功率航天任务主要指载人深空飞行[10]。

按照对核能利用形式，空间核动力技术通常分为空间核热源、空间核电源和空间核推进[1]。本文在概要介绍空间核动力发展历程的基础上，总结了同位素热源（Radioisotope Heat Unit，RHU）、同位素电源（Radioisotope Thermoelectric Generator ，RTG，也称同位素电池）、核反应堆电源、核推进技术在深空探测领域的应用情况和相关发展情况，并讨论了空间核动力的安全问题，并对未来空间核动力在深空探测中应用面临的技术问题进行了展望。

1 空间核动力

空间核动力的发展可以分为3个时期，即初创时期、星球大战时期和新世纪时期[2]。

空间核动力从萌芽到成熟应用的时期，称为初创时期，时间跨度约从20世纪50年代初持续至70年代末。……