这个铀柱和咖啡罐一样大。即使加上屏蔽层和探测器，整个装置也不比一个废纸篓大多少。但这个即将在美国内华达沙漠进行测试的小型原型机，却承载着人类太空未来的梦想。
Kilopower项目是NASA和能源部联合开发的合资项目，它将成为自20世纪60年代的SNAP 10A项目以来，首个进入太空的核裂变反应堆。目前，一个原型机正在进行测试，这使得它比几十年来出现的其他项目更接近于发射。
Kilopower反应堆设计有两种尺寸：一种是1千瓦（1000瓦）的型号，另一种是10千瓦的型号。
“你的烤面包机大约使用一千瓦的功率，”洛斯阿拉莫斯Kilopower项目负责人Pat McClure笑着说。“在普通家庭里，你平均每天任何时候使用的功率大约是5千瓦。但请注意，这对NASA来说是巨大的能量。NASA习惯于几十到几百瓦的功率。所以，拥有一千瓦或十千瓦的功率是一笔巨款。”
NASA的新视野号任务最大功率为240瓦，而“好奇号”火星车的动力源仅提供120瓦的电力。这两者都是所谓的核电池，将钚自然衰变产生的热量直接转化为电能。但钚的供应很短缺，而且1000瓦甚至10000瓦的功率比这些动力源能提供的功率大得多，即使与我们在地球上的电力需求相比，这仍然很小。与这些核电池不同，Kilopower系统会产生裂变反应，通过分裂铀原子释放能量，然后通过连接的发动机将其转化为电能。
并非普通反应堆
“传统的轻水冷却反应堆可以产生千兆瓦的电力。它要大一百万倍，非常复杂，而且设计得很高效地利用燃料，”McClure说。对于火星上这么小的反应堆来说，燃料效率会低很多。“但我们有一个非常容易预测、易于操作，甚至可以自我控制的反应堆，”他说，这降低了发生事故的可能性，而更大的电源可能会带来这种风险。
换句话说，我们不会冒着在火星上发生核熔化的风险。
“对于我们正在做的应用来说，燃料熔化将是困难的，如果不是不可能的话，”McClure说。“根据我们的物理设计，反应堆将根据需求输出能量。所以，如果我们失去冷却，只是向外辐射一点热能，反应堆的功率就会下降以匹配这一点。”
它也被设计成能在太空的特殊环境中运行。我们认为太空是寒冷的，但在真空中保持反应堆冷却并非易事。没有空气或水等物质流动来将热量从发电机带走。相反，该系统依靠八根热管，每根热管都装有大约一汤匙的钠，钠的沸点很高。
当钠接近靠近裂变铀燃料的管道部分时，在高温下会沸腾。蒸汽沿着管道向下移动并冷凝，这里的温差有助于发电。然后，冷却的物质会回到管道较温暖的部分，整个系统重新开始。理论上，它可以提供数年甚至数十年的可靠电力。
有多安全？
许多听到“核能”和“太空”的人担心，如果发射时发生意外，船上的核动力源可能会对下方的人造成危险。
“人们总是认为你要把切尔诺贝利号发射到太空什么的，”McClure说。现实远没有那么危险。“在反应堆发生裂变之前，堆芯中存在少量的放射性，因为它是铀，但非常少。如果发生发射事故，它不会对公众造成问题，”McClure说。
McClure解释说，如果发射时发生意外，反应堆标准、未裂变状态下铀的爆炸残骸对公众的危险性非常小。“你所说的峰值剂量远低于一毫希沃特。大多数人将在微希沃特的范围内，”McClure说。相比之下，普通美国人每年平均接受约620毫希沃特的辐射。“这远远低于你从背景辐射或乘坐飞机获得的辐射剂量。”
但发射动力源只是第一步。它还必须在遥远的太空环境中安全运行。一旦启动——在离开地球大气层很久之后——它将变得更具放射性。但团队设计了它的自动关机功能，以防电源故障。他们计划下个月在内华达州对其进行测试，将其连接到两个将各自产生约80瓦功率的发动机上，将裂变反应提高到约800摄氏度的高温。
“我们将关闭所有热量移除，并证明反应堆不仅能存活下来，还能保持在待机模式，这样，如果电源转换系统能够恢复运行并开始再次吸取电力，它就会回到原来的状态。这将真正证明我们可以毫无顾虑地处理反应堆的任何瞬时或非正常运行，”洛斯阿拉莫斯首席反应堆设计师Dave Poston说。
它将做什么？
“一千瓦的功率用于深空任务，比如前往冥王星或木星的一颗卫星的任务。10千瓦的版本用于深空或火星表面。目前NASA的计划是向火星发送五个10千瓦的反应堆，”McClure说。
这足以提供火星基地所需的约40千瓦的电力，另外还有一个备用。
“火星是一个对电力系统来说非常严峻的环境，”NASA空间技术任务理事会副署长Steve Jurczyk在新闻发布会上说。“它获得的阳光比地球或月球少，夜间温度非常低，而且有非常奇特的沙尘暴，可以持续数周甚至数月，席卷整个星球。”
虽然NASA已经探索了太阳能电池板作为潜在的电力来源——而且它们肯定没有被排除在外——但该机构正在寻找一种能够持续为生命支持系统提供动力的东西。即使在太阳特别微弱的时候。
首批反应堆将登陆火星，开始为自动系统供电，将水冰分离成液氧和氢，为返程产生燃料。一旦人类抵达，这些系统就可以为他们的栖息地和其他支持系统供电。NASA也正在与商业团体进行谈判，并提出Kilopower反应堆可能对他们的太空探索努力有价值。
“作为一名退休宇航员，我可以向你保证，在远离近地轨道进行探索时，可靠的电源至关重要，”NASA格伦研究中心主任Janet Kavandi说。“随着我们深入太阳系，并最终到达其他世界的表面，这种动力系统将尤为重要。”
