美國能源部是一個神奇般的存在，從上世紀50年代的原子試驗，到60年代的雷射武器，再到後來的人造太陽，凡是和未來能源有關的項目他們都會摻一腿。2015年來，由NASA和能源部合作的新一代核反應堆取得了突飛猛進的發展，但該反應堆並不準備用在地球上，而是用在太空中，而據能源部的消息，2022年前他們就可以做好飛行的準備。
未來火星基地上的核反應堆什麼是火星前哨反應堆Kilopower
過去幾十年來，核能一直在為太空飛行器提供動力。50年前的旅行者號、後來的新視野號以及現在的好奇號，都使用了以鈽-238為燃料的放射性同位素熱電機（RTG）。但RTG通過鈽元素的衰變轉變產生的熱量轉變為熱能，這種方式的效率低的感人，大約只有7%的熱量轉化為了電能。而名為Kilopower的新型核反應堆項目，使用U235作為燃料，在地面試驗時能將30%的裂變熱量轉變為電能。
Kilopower反應堆細節Kilopower顧名思義就是「千瓦級功率」的意思，這種新型的核反應堆能夠穩定的輸出千瓦級的電能，並持續至少10至15年。反應堆最小可以輸出1千瓦的電能，最高可以提升到10千瓦。儘管該新型反應堆尚未經受太空的考驗，但美國能源部Kilopower的項目主管派屈克·麥克盧爾表示，如有需要他們可以在3年內做好準備，並且3年是一個非常可行的概念，儘管這不代表NASA的意思。
千瓦級反應堆是殖民火星的必需品
千瓦級反應堆的目標是在於從月球到火星，特別是未來人類探索火星時設立的長期考察站和棲息地，都需要足夠的能源供給。麥克盧爾說，「一個有人工作的火星前哨站所需要的電力消耗是非常高的，即便是美國2030年代設想的小型研究站也需要40千瓦24小時不間斷的電力供應，畢竟他們需要使用電力淨化飲用水、從火星大氣中製取氧氣、給火星車充電以及控制考察站的溫度等等」。
Kilopower反應堆火星供電想像圖因此人類在探索火星時需要一種更高效的能源策略，而不是傳統的太陽能或者鈽元素熱電機。這時Kilopower就有了用武之地。與地球上現有的核電站一樣，Kilopower也是一個裂變反應堆。與常規核電站熱能推動渦輪產生電力不同，Kilopower採用一種被稱為斯特林發動機的裝置使原子裂變產生的熱能轉變為電力。
Kilopower反應堆千瓦級電力輸出地面測試成功
2018年3月，首個使用斯特林技術的Kilopower反應堆成功運行，使用28千克U235燃料的反應堆全功率運行並持續輸出了5.5千瓦的電力，這是美國自1965年以來首次太空反應堆進行地面測試。本次測試對產生的熱量、原材料和元器件等進行了驗證，對發動機關停、裂變調節杆、熱循環系統和緊急停止系統也進行了測試，這次測試被認為是一次非常成功的演示。
2018年 首臺Kilopower反應堆測試成功按每臺反應堆10千萬功率，並可以連續工作15年來算，人類在火星初期的4至6人編隊只需要4臺反應堆就可以滿足其電力需求。保險起見還可以部署第五臺反應堆用於備份，以應對一些特殊情況。10千瓦功率的反應堆高度只有3.4米，體積不超過一個標準垃圾桶的大小。但由於考慮到需要屏蔽核輻射，因此每臺設備外加防護措施將重達2噸。如果未來將其埋進火星的土壤中，則可以去掉防護措施從而減重到1.5噸。
Kilopower反應堆非常安全 月球、火星、飛船都能用
當然Kilopower反應堆是非常安全的，它的燃料堆芯只有一卷手紙那麼大，而用於吸收中子的碳棒也是絕對的可靠 。這些設備在進入深空前都處於關閉狀態，即便是高速砸向地球也不會產生輻射汙染。當然Kilopower的用武之地不全在火星，略經改造就可以用在月球上甚至是深空飛船上。
新型反應堆用途廣泛 火星車上也可以由於只有三成熱量轉化為電能，剩餘的熱量必須通過散熱器進行散熱，因此技術人員在Kilopower頂部設計了一個類似於沙灘傘的蘑菇頭散熱裝置，放置在火星上也會是一處美麗的風景。而美國能源部正在準備一項月球任務，一個月球著陸器將攜帶Kilopower反應堆前往月球北極進行試驗，儘管這與NASA準備派人前往月球南極有些背道而馳，但能源部表示如果NASA需要，他們完全可以配合其重返月球任務。
「Kilopower的應用將是一個裡程碑，儘管他不是創新性的技術，但卻是人類未來徵服火星必不可少的利器」，麥克盧爾說。