航空航天类包括哪些专业

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近期，美国家航空航天局（NASA）和能源部公布了月面反应堆电源项目的方案征集信息，计划2022年启动项目，2028年底完成地面样机和飞行样机研制。月面反应堆电源将为载人登月任务的月球表面基地提供能源支持，大幅提升宇航员在月球表面开展任务的能力，实现人类在月球表面的长期驻留。

一、项目背景

研制月面反应堆电源，是美国近年来力推载人登月背景下的一项重大举措。1969年 1972年，美国完成6次载人登月，此后，载人航天活动仅停留在国际空间站。21世纪初以来，美国每届政府都申明了载人登上月球、火星的远景目标。特朗普政府启动了“阿尔忒弥斯”计划，确定2024年为首次登月时间，还计划后续在月球建立基础设施，实现宇航员在月球表面长期作业，为未来载人火星任务做技术储备。

在月球、火星表面，因月夜、火星尘暴等因素，太阳能电池运行连续性受到严重限制，难以可靠支持宇航员长时间停留。在过去十多年的载人探月、探火规划中，美国一直将反应堆电源作为月球、火星等星体表面基地能源供应的首选，确定电源功率40千瓦。“阿尔忒弥斯”计划启动后，2019年，NASA决定将在2026年运行月面反应堆电源。时任总统特朗普2020年12月16日签署《有关太空核电源与核推进的国家战略总统备忘录》，将月面反应堆电源列为太空核系统的四项发展目标之一，示范运行时间调整到2027年。

二、基本情况

NASA和能源部此次向工业界发布方案征集信息，表明月面反应堆电源项目即将从筹备阶段进入实质性研发阶段，根据目前计划可在本世纪20年代末期发射。

设计目标。反应堆电源设计功率为40千瓦，可在月球环境下连续运行至少10年，能耐受发射和着陆的结构负荷；折叠后可装入直径4米、长6米的圆柱体空间内，总质量不超过6吨；可多次自动启动和关闭；可支持0 100%功率范围的用户负载，单点故障最小化并在发生故障后至少提供5千瓦电力输出；可在着陆器上运行或移动到其他地点运行。

实施计划。项目计划分两阶段进行：第一阶段开展研制方案规划和工程设计。NASA将在2022年初选择多家企业开展为期1年的工作，完成月面反应堆电源工程设计，详细拟定地面样机和飞行样机的研制计划。第二阶段开展地面样机和飞行样机研制。NASA将在第一阶段完成后再次通过方案征集，选择具有技术、价格优势的最佳企业，在2028年12月以前交付一台地面样机和一台经过鉴定的飞行样机。

三、研发意义

月面反应堆电源一旦研制成功，将成为太空能源应用的巨大突破，保障月球表面基地的长期可靠能源供应，支持宇航员在月球表面更长时间的深度 探索 ，推动太空反应堆电源技术进一步发展。

（一）将是太空能源应用的一次巨大突破

核能用于太空领域，较太阳能、化学能等常规能源，具有不受太阳光照影响、能量密度高、使用寿期长等优势。美国使用太空核能装置始于1961年，但主要限于输出功率较小的放射性同位素电源，至今已在28个航天器装备了47个电源，输出功率都不超过几百瓦，保障了深空探测、火星和月球表面探测、人造卫星运行等任务，是美国太空探测的核心技术之一。

太空核反应堆电源可实现千瓦以上乃至兆瓦级的功率输出。美国在开发太空核反应堆电源方面经验丰富，但实际仅在1965年发射一次。该电源搭载在一颗人造卫星上，电功率仅有500瓦，运行了43天。此次研制月面反应堆电源，将是世界上首次将数十千瓦的核能装置用于太空领域，通过提升太空能源供应的功率水平、可靠性和持续性，开辟一系列全新的太空作业类型，占领新的太空技术制高点，推动人类进入持久开发和利用深空的新时代。

（二）将支持人类在月球表面长期驻留

美国上世纪的载人登月持续时间短、活动范围有限，在太空的持久驻留仅限于空间站上。“阿尔忒弥斯”计划下研制的月面反应堆电源，将成为美国月球表面基地的主要能源来源，可实现长时间可靠供电，保障月球表面的基础设施稳定运行。在电力有保障的前提下，结合发展就地资源利用技术，利用月球表面资源生产燃料、水、氧气、推进剂等，降低对地球补给的依赖，可让宇航员在月球表面居住、工作数月乃至数年，并利用车辆、可移动的居住平台、跳跃移动装置等，扩大开展作业的范围。

（三）将为更先进的太空反应堆电源奠定基础

更先进的太空反应堆电源将达到百千瓦至兆瓦以上的供电功率，用于星表基地，可支持更高水平的星体表面作业能力；用于航天器，可支持更先进载荷并实现核动力推进。但更大功率反应堆电源从研制到实现应用，需要克服大量技术挑战，尤其是需要解决高温运行的反应堆燃料、大功率和高效率能量转换、轻型热排放等关键技术。

月面反应堆电源作为美国近几十年来首个太空中运行的反应堆，将推动一系列关键技术首次实现应用，打通太空核反应堆发射、部署、运行、维护的全流程，并建立相关测试、制造能力，巩固相关研发生产供应链，为后续开发更大功率、更多用途的各种太空核反应堆电源奠定基础。

如需转载请注明出处：“国防 科技 要闻”（ID：CDSTIC）

来源 | 综合网站

图片 | 互联网

作者 | 许春阳 中核战略规划研究总院

编辑 | 赵霄

注：原文来源网络，文中观点不代表本公众号立场，相关建议仅供参考。

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总体来看，能源动力类得专业包括的几大专业都是对要求很高的人来选择的。一般理科生为主。对本专业的限制也是很大的。但是能源动力类专业的就业前景还是不错的，相关的薪资也是很高的。

神舟问苍穹，九天可揽月！

2021年6月17日9点22分，

神舟十二号载人飞船成功升空，

时隔5年，中国航天员再出征！

按照计划，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波

将在中国空间站天和核心舱驻留三个月。

此时此刻火星有位祝融正在默默工作

月球背面有位玉兔正在值班

而太空中的中国空间站天和核心舱，

则在静待家人的首次造访。

一切都如行云流水，非常顺畅。

从长征运载火箭、

到神舟十二号载人飞船，

再到正翘首以盼航天员入住的空间站，

在这次中国航天事业新征程中，

能源电力，

又承担了怎样的角色？

发射神舟十二号飞船的是 长征二号F遥十二运载火箭 ，

它有着“神箭”美誉。

也是目前我国唯一一款专门用于载人发射的火箭。

从1999年首次发射至今，成功率保持 100% 。

“长征二号F”运载火箭全长58.34米，起飞质量498吨。

火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成。

其中四个液体助推器是由液氧煤油发动机组成，

每个助推器可以产生120吨级的推力，

达到了8.8吨的运载能力。

长征二号F能够满足21世纪初30至50年国内外航天市场的需要，

但中国智造的水平远不止如此。

2021年3月5日，

中国自主研制的 500吨级液氧煤油火箭发动机 ，

全工况半系统试车取得圆满成功。

500吨级液氧煤油发动机的最大推力，

是现役120吨级发动机的四倍还要多。

这将是世界上推力最大的双喷管液氧煤油发动机。

涡轮泵转速可以达到每分钟16000转，

形成75兆帕的强大压力，

每秒钟输送的燃料就多达1.6吨

输出功率高达12万千瓦，

相当于一个小型水电站的功率。

仅用三秒钟，就可以形成最大推力，

代表着世界航天动力的最高水平。

运力足够强的火箭，

是开展一切航天活动的前提和基础。

中国重型运载火箭，已经走在了世界的前列！

在进入空间站之前，航天员主要待在飞船上。

那么在轨3个月，

神舟十二号载人飞船是怎样确保能源供给，

保障航天员安全返回的呢？

神舟飞船日常供电主要由太阳电池翼和储能电池构成。

太阳电池翼是航天器赖以持续飞翔的翅膀，

是航天器的动力来源，

其性能与可靠性直接关系着航天器是否能顺利完成预定任务。

目前，

国内外空间应用的太阳电池翼主电源主要为光电转换效率30%的太阳电池，

世界上空间型号应用的最高效率太阳电池电路产品光电转换效率为32%。

而中国新一代载人飞船高效砷化镓太阳电池翼，

光电转换效率达到34%，目前为国际领先水平。

可不要小看这2%转换效率的提升，

这已经是塔尖上的再腾跃，

背后离不开811所科研人员的不懈努力，

和一个个技术难题的攻克。

在太阳翼被遮挡，

自身不能发电的情况下，

飞船就要靠天和核心舱慷慨解囊，并网供电。

神舟十二号载人飞船采用了 低压电源系统 ，

作为受电端，

它与空间站 采用单向并网供电模式 ，

根据其与核心舱的对接口位置，

电力最大可达1400瓦。

神舟十二号任务之后，

在今年9月份，

我国还将发射神舟十三号，

将三名航天员送入天和号核心舱，

这次要停留6个月。

神舟十四号预计在2022年5月发射、

神舟十五号也预计在2022年发射，

实现一年2次载人航天发射。

20年前，

美国拒绝了中国，

国际空间站让我们吃了闭门羹。

于是热爱房子的中国人，

决定凭一己之力在太空造自己的房子。

如今，

我们终于在太空有了自己的三室两厅小别墅。

载人航天工程也从野营变成了太空新基建。

此次3个月的驻留，

3名宇航员最重要的任务，

是继续搭建和维护空间站。

天和核心舱作为我们太空的家，

运转离不开电。

空间站的主要能源来源为太阳能，

供电系统由 柔性太阳能电池翼和锂电子蓄电池储能系统 构成。

天和核心舱的太阳能电池翼 发电能力达到 18000瓦 。

单翼面积67平方米，

双翼合计130多平，

面积和一间豪华别墅差不多。

在没有光照的阴影区，

存储了能量的蓄电池负责为整个舱体供电。

中国空间站由核心舱、实验舱、神舟飞船及货运飞船组成

为了保证整个系统的正常能源供给，

中国空间站成员们还组成了和谐灵活的供电大联盟。

采用高压电源系统的天和核心舱和天舟二号货运飞船可以 实现双向并网供电 ，

其中核心舱可提供最高 2000瓦 的电力输送力，

货运飞船则是 1000瓦 左右的电力。

并网供电系统为航天员提供太空 探索 的能源保障！

国际空间站在2024年即将完全报废，

而新生的中国空间站，

则成为抢手的香饽饽。

目前已有多个国家向我国提交了空间站合作的申请，

未来的太空 探索 ，我们已经成为了领跑者。

从前，

我们是在埋头追赶美俄的脚步，

以后，

角色将彻底颠覆，

被仰望追逐的，

是中国航天工程！

更深的宇宙，我们来了！