美国科技公司L3Harris Technologies近日宣布，其为NASA未来深空任务设计的下一代放射性同位素热电发电机(下一代RTG)已于4月2日通过关键设计评审(CDR)，标志着航天器动力技术取得关键性进步。
L3Harris下一代放射性同位素热电发生器飞行状态的艺术家概念图(图片：L3Harris)
航天界主要依赖光伏发电系统，但对于前往外太阳系等天体的任务，该技术存在严重局限性——可利用的太阳能随与太阳距离的平方递减，例如土星上的太阳能密度比地球低一百倍。RTG利用钚-238放射性衰变产生的热能转化为电能，已使用60年。早期RTG至今仍在为1977年发射的旅行者号双子探测器供电，这两艘探测器目前仍在星际空间飞行。
下一代RTG是通用热源RTG的改进型，后者曾为卡西尼土星轨道器及新视野号探测器提供动力。新视野号于2015年飞掠冥王星，目前正在柯伊伯带执行探测任务。与目前为"好奇号"和"毅力号"火星探测车提供动力的多任务RTG不同，下一代RTG针对真空太空环境进行了优化设计，在深空环境中能更有效地散热和发电。在与多任务RTG重量大致相同的情况下，每台下一代RTG在使用寿命初期即可产生约250瓦功率，为探索太阳系外围的航天器提供可靠、持久的电力。
该项目源于美国能源部爱达荷国家实验室(INL)2021年与L3Harris签订的合同，旨在重建现有系统的关键技术并更新设计，合同预计2027年到期，届时将进行生产准备情况审查。L3Harris空间推进与动力系统项目经理利奥·加德表示，公司成功重建了不完整的文档，并找到了过时部件的现代替代品。L3Harris火箭工程和动力系统总经理比尔·萨克表示，通过CDR验证了设计符合所有技术要求且可以制造，表明在经历多年有限生产后，公司已成功重建这项关键能力。
作为项目主承包商，L3Harris负责主体结构和整体系统集成，泰莱能源系统公司负责制造热电偶，英国航空航天系统公司空间与任务系统部门负责隔热材料。
从2030年代初开始，下一代RTG有望为NASA深空探测器提供动力，其中包括拟议中的天王星轨道器。该轨道器将使用两台下一代RTG提供电力，同时保持对温度敏感部件在寒冷外太阳系环境中运行所需的温度。L3Harris表示，除天王星轨道器外，该动力系统还可用于延长对海王星及海卫一的探测、探测柯伊伯带天体、对外行星卫星进行长期探测，以及开展比旅行者号更远距离的星际先导任务。
