據(jù)中國航天科技集團透露，自主研發(fā)的基于氦氙混合工質的空間閉式布雷頓熱電轉換系統(tǒng)，已經(jīng)完成多次系統(tǒng)級熱試車，取得了重大進展。這一技術雖對一般民眾并不太為人所知，但在國內(nèi)外業(yè)界卻引起了極高的關注。該技術的突破標志著中國在空間反應堆電源技術方面取得了巨大進步，可有效解決深空探測、月球和火星基地的能源難題。

中國航天再突破

在空間動力領域中，基于閉式布雷頓循環(huán)的空間核電轉換技術具有非常重要的發(fā)展?jié)摿ΑＫㄟ^轉換核反應堆內(nèi)的高溫高壓氣體為軸功率，并利用盈余軸功率所帶來的巨大優(yōu)勢，驅動壓氣機維持氣體循環(huán)，同時輸出電能以滿足電力需求。這種技術具有高效、高功率密度等優(yōu)點，對未來發(fā)展航天飛行器，軌道交通、深空探測任務以及建設星際能源站等方面擁有重要意義。美國、俄羅斯等國家已率先開始研發(fā)空間核動力系統(tǒng)及部件，現(xiàn)階段主推用基于閉式布雷頓循環(huán)熱電轉換的空間核電推進方案在百千瓦等高功率級別方面擁有廣泛應用。

關于布雷頓循環(huán)，一般指燃氣輪機循環(huán)。該循環(huán)由絕熱壓縮、等壓加熱、絕熱膨脹和等壓冷卻四個過程組成。而簡單循環(huán)燃氣輪機的理想熱力循環(huán)，則主要由壓氣機中的等熵壓縮、燃燒器的等壓加熱、透平的等熵膨脹和通向大氣的等壓排熱四個過程組成。從基本原理和效果上看，其核心概念為廢氣再利用。即通過將廢氣冷卻后重新加熱，將其納入封閉循環(huán)系統(tǒng)中，與外界只有能量轉換，而無物質交換。目前，該技術的功率已經(jīng)實現(xiàn)了百千瓦級，且具備功率密度大、效率高等優(yōu)點。

中國大規(guī)模利用太空

未來，該系統(tǒng)可應用于中國太空站、太空拖船、星表科考站等航天領域，其意義重大。前兩年，中國航天宣布正在研制千米級大型航天器，而在能源領域的突破，為我們大規(guī)模利用太空距離又進了一步。

在技術融合與協(xié)同創(chuàng)新的帶動下，我們的研發(fā)團隊在空間布雷頓熱電轉換技術上獲得了多項技術突破，填補了國內(nèi)空間核能應用的發(fā)展空白，有效地促進了空間核電轉換技術的工程研制，為早日實現(xiàn)核動力飛行器在軌應用打下了牢固基礎。能源和動力是決定人類的自由探索空間活動的關鍵因素。

我們的成功研制百千瓦級空間布雷頓熱電轉換系統(tǒng)，是我國空間核動力領域技術攻關的重要成果，代表著我國在該領域向世界領先水平邁進。探索太空將迎來嶄新的時代。此項技術還可以為地面移動電站、極地/深海能源站、特種船舶動力等領域開拓更廣闊的應用前景。

比太陽能板效率更高

隨著航天技術的進步和設備數(shù)量的增多，對電源的需求也越來越高。雖然太陽能是我們常見航天器電源的主要來源，但其存在一些瓶頸。首先，現(xiàn)代太陽能的轉換效率僅約20%左右，對于像空間站這樣大型航天器所需的能量而言，需要安裝巨大面積的太陽能帆板，在太空中展開和發(fā)射帆板也十分困難。此外，由于太陽能電池的功能依賴于太陽輻射，一旦飛行器離太陽較遠，其工作效率將大大降低，如到達木星時，其獲取的太陽能只有地球附近的十分之一。因此，深空太空核電系統(tǒng)已成為航天發(fā)展的重要領域。幸運的是，我國在這個領域已經(jīng)取得了長足的進步，預計在可預見的未來還將廣泛應用。