前言——了解未知

渴望探索和寻求新事物，即了解未知和发现未见，是人类与生俱来的天性。人类不断发现关于地球的新事物，我们经常与卫星进行互动，这些卫星使我们能够在全球范围内进行通信，从太空中查看我们的家园图像，或者导航到达不熟悉的地方。为了满足探索的欲望，我们必须远离我们的星球，到达太阳系甚至更远的地方。但这样的探索需要可靠和长寿的电力，这一需求通常超出了太阳能和化学能系统的提供能力。

空间核动力系统具有独特的能力，特别适合于空间探索；如果没有这些系统，NASA许多雄心勃勃的任务就不可能实现。具有讽刺意味的是，核能对许多标志性太空任务的成功所作的贡献往往被公众所忽视，部分原因是其在运行过程中展现出的较高安全性和极高可靠性。核动力已经在26次成功的美国太空任务中得到应用，无论是在地球轨道还是在其他更远的轨道。空间核动力系统已经安装在卫星上，为导航、通信和天气预报提供了便利。许多空间核动力系统使科学和探索任务成为可能。维京号着陆器从火星表面发回了第一批图像，旅行者号探测器已经到达太阳系边际，其中一个已进入了星际空间，激励了一代科学家。好奇号核动力漫游车正在使用先进的科学仪器探索火星，以寻找并证明火星过去有适宜生命生存的条件。截至2015年，新视野号宇宙飞船完成了9年30亿英里¹的柯伊伯带之旅，并继续执行探索发现任务，开始与冥王星和其他天体进行近距离接触。人类探索的本能自发地驱使我们放眼地球之外；到目前为止，我们所学到的东西令人震惊。最重要的是，我们的旅程仍处于起步阶段。

美国能源部在美国空间核动力历史上发挥着独特的作用。它已全面参与服役于民用和国防航天任务的空间核动力系统开发和应用。它拥有并运营用于生产和处理核燃料的设施，以及组装和测试燃料组件与系统的设施。这些系统对于NASA和国防部的任务应用都至关重要。与这两个机构合作，美国国防部克服了许多障碍，已作为合作伙伴参与了许多成功的任务。

安全是空间核动力历史上不可或缺的主题——从设计到制造，再到发射——安全一直是其发展和使用的核心关注点。核动力系统的建造、组装和使用都是安全的，核动力装置将采用多层安全壳设计，以防止任务失败。为服役于太空任务而设计的所有核动力系统都应在模拟极端条件下经过一系列详细的飞行鉴定测试，除非达到任务验收要求，否则任何系统都不会被允许使用。

为此目的，《太空中的原子能II：美国空间核电源与推进史》介绍了美国在过去30年中空间核动力的发展和使用历史——它的任务以及推动技术进步的研究和成果。这是一个关于来自多个组织的专业人士共同努力构建令人惊叹且复杂的系统的故事。这也是一个与技术问题和非技术问题进行斗争的故事、一个取得非凡成就的故事、一个抓住绝佳机遇的故事。本书讲述了截至2013年的整个故事；然而，这只是介绍了由空间核动力驱动实现未来空间探索的可能性。

未来会怎样？由核动力驱动的伽利略号和卡西尼号航天器在木星和土星的卫星上发现了地下海洋的证据。这些海洋有孕育生命的潜力，但还需要进一步的探索。天王星和海王星这两颗行星只有通过旅行者号飞船的短暂飞越才得以被探测到，未来的任务可能会有惊人的发现。在离地球家园较近的月球，对其进一步的探索发现需要不间断的电源，以确保工作能够在漫长的月夜中继续进行。或许最吸引人的是地球以外的载人探索，包括人类登陆火星。这些任务何时以及是否成为现实还有待观察，但核动力很可能是实现这些任务的手段。

爱丽丝·卡波提娅

美国能源部

空间与防御动力系统计划主任

2015年

2011年6月29日，NASA和位于华盛顿特区的史密森国家航空航天博物馆举行了一次活动²，纪念第一个空间核动力系统的发射，并表彰几十年来由于使用放射性同位素电源系统所导致的发现。照片从左至右分别是：美国能源部核能助理部长彼得·莱昂斯、史密森国家航空航天博物馆高级馆长罗杰·劳纽斯、获奖者唐·奥夫特、太空艺术家帕特·罗林斯、获奖者约翰·达索拉斯、康奈尔大学专家史蒂夫·斯奎尔斯、获奖者詹姆斯·哈根、应用物理实验室专家拉尔夫·纽特、获奖者保罗·迪克、NASA副局长克里斯·斯科里斯、获奖者罗伯特·卡彭特。(来源：NASA)

1 1英里≈1609.3 米。——译者注

2 2011年6月29日是美国第一个空间核动力系统发射(1961年6月29日)的50周年纪念日，合影中共有5位获奖者，他们为美国放射性同位素温差发电器计划做出了突出贡献。——译者注