核動力衛星

核動力衛星是使用核電源的人造地球衛星。人造衛星使用核電源，具有適應能力強，空間飛行阻力小等特點，適用於某些軍用衛星和行星探測器。但由於衛星墜毀時會對大氣和地球造成污染，核電源的使用會受到安全上的限制。

核動力衛星使用核電源的人造地球衛星。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，適應環境能力強，由於在衛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。在空間站中使用核電源能提高衛星的生存能力。核電源適用於某些軍用衛星和行星探測器。由於衛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。

衛星用的核電源有兩類：放射性同位素溫差發電器和核反應堆電源。前者功率較小，為幾十至幾百瓦；後者功率較大，可達數千瓦至數十千瓦。在外行星探測中，由於空間探測器遠離太陽，難以利用太陽電池發電，必須採用核電源。

“雨雲”號衛星。這些衛星經過長時間的空間運行后，放射性同位素衰變殆盡，再入大氣層燒毀。美國在1964年4月發射“子午儀”號導航衛星時，因發射失敗衛星所攜帶的放射性同位素源被燒毀，鈈238散布在大氣層中並擴散至全球。後來改用特種石墨作同位素源外殼，以防燒毀。1968年5月“雨雲”號氣象衛星發射失敗時，核電源落入聖巴巴拉海峽，后被打撈上來。

蘇聯在1967～1982年共發射了24顆核動力衛星，都屬於海洋監視衛星。衛星帶有以濃縮鈾235為燃料的熱離子反應堆，功率為5～10千瓦。它們在200多公里的低軌道上工作，完成任務后核反應堆艙段與衛星體分離，並用小型火箭推到大約1000公里的軌道，可運行600年。

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

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

美國在“海盜”號探測器，“先驅者”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電器作為電源。

1964年4月，美國海軍的運輸導航衛星使用自身攜帶的放射性同位素髮電機未能抵達軌道，並在大氣中解體，泄漏了超過950克的鈈-238。這比1964年全年所有核爆炸所釋放的鈈元素還多。

1978年1月，蘇聯的雷達海洋偵察衛星（RORSAT）“宇宙”-954，使用自身攜帶的核反應堆再入大氣層，因為衛星的反應堆核未能分離使其進入核安全軌道，最後墜落在加拿大，它污染了大約10萬平方公里的土地。

1983年2月，核動力的蘇聯衛星“宇宙”-1402墜落在南大西洋。

1997年10月，最為嚴重的威脅來自於NASA/歐空局/義大利航天局合作的機器人衛星任務——卡西尼-惠更斯。該任務用於研究土星和它的天然衛星，於1997年10月15日發射，並在1999年8月18日進行了重力輔助的地球飛越。該航天器攜帶有使用32.7千克鈈-238的核反應堆，在飛越時距離地球僅有500公里。假如該衛星墜入大氣層，將有多至50億的人口受到輻射的毒害。幸好該飛行器並未墜落。

2009年2月10日，美國銥星公司的“銥”-33通信衛星和已經停止工作的“宇宙”-2251在北西伯利亞上空發生碰撞。“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。截止目前，使用核系統的30顆俄羅斯衛星和7顆美國衛星運行在距離地球800公里到1100公里的軌道上，在那裡相似的碰撞還有可能發生。這意味著大約40次的“潛在核爆炸”。如果其中任一衛星碰到太空垃圾碎片，它將減速並最終重返大氣層，在地球上空和地面釋放輻射。

美國軍火工業巨頭諾斯羅普·格魯曼公司正在為美國家宇航局(NASA)研製一種可長時間在軌運行的新型核動力衛星。NASA早前公布的消息稱，這種裝備有核動力發動機的人造衛星將用於對木星的數顆衛星進行探測。

NASA官方網站介紹稱，與諾·格公司簽署的這份合同的總價值為4億美元。按照雙方的約定，新型航天器的建造工作最遲應在2008年中期結束。期間，諾·格公司將會同美政府保持直接的聯繫。

據悉，這顆核動力衛星將被命名為“普羅米修斯”，預計其升空時間將不會早於2012年。NASA計劃藉助它來對木星的三顆主要衛星的表面情況進行研究。科學家們希望能夠獲取有關這些衛星地質成分和形成時間等的詳細數據，並確定在它們厚重冰層下的海洋中是否有可能存在某種生命形態。

如果進展順利，“普羅米修斯”將成為NASA第一種使用核動力發動機的探測器。按照科學家們的構想，核反應堆將會在漫長的星際旅途中為探測器提供充足的電力供應。

諾斯羅普·格魯曼於1993年由諾斯羅普和格魯曼兩家公司合併而成。其員工總人數當時曾高達45000人。公司的主要業務來自美政府的國家採購，其中也包括為五角大樓研製軍用飛機。

著名的宇宙954號核動力偵察衛星，1978年墜入加拿大境內，引發大面積放射性污染，核動力衛星的安全問題一直是限制其發展的主要因素。2009年11月11日報道在最近的一次會議上，俄羅斯經濟現代化與技術開發總統委員會呼籲開發使用兆瓦級核推進裝置的運輸-能量艙。俄羅斯總統梅德韋傑夫認可了該計劃，並許諾為其尋找資金。分析家稱，如果能夠在核推進上獲得突破，俄羅斯能夠恢復它一流航天大國的地位。過去的經歷證明，如此昂貴的技術特別難於發展。美國和蘇聯曾努力嘗試生產商業核推進裝置。當時蘇聯發展了11B91試驗性核發動機，而美國則開發了NERVA（用於火箭飛行器應用的核發動機）系統，它的推力大約為4噸。蘇聯和美國的核衛星項目後來被一系列的事故所葬送。

中國研究進展

中國於20世紀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先研究項目，由原子能院和空間技術研究院共同承擔，完成了空間堆概念設計。“十五”起，開始了空間堆初步設計和關鍵技術攻關，在設計技術、製造技術、試驗技術以及安全研究等方面均取得一定突破。目前為止，項目處於從技術設計到施工設計的過度階段，正進行設備和部件的研製和單項試驗。計劃2015年完成地面試驗，2020年定型，2025年發射“百千瓦級核反應堆試驗星”，進行在軌演示驗證，掌握超大功率空間核反應堆電源技術。

國外研究進展

俄羅斯、美國、法國、德國和日本等國從20世紀60年代起就開始開展空間堆的研究，目前為止只有美國和俄羅斯進行了實際發射。截至2004年，俄羅斯共發射了37個使用空間堆供電的航天器；美國發射過1個類似裝置。

西方在核動力衛星技術方面也起步很早，美國在1960年代就開始將核反應堆裝上衛星，但出於安全考慮，與前蘇聯相比數量較少。但近些年來，美國和歐洲又重新開始新一代核動力衛星的研發。

如今，大多數人造衛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衛星的主要特徵。而空間核反應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星的負荷。