核航天器燃料的生产目前是一种日益减少的资源，可能会在2020年代初期进入高速运转状态。
由一家名为技术解决方案管理公司 (TSM) 领导的公私合作伙伴关系旨在到 2022 年左右开始生产可用数量的钚-238 (Pu-238) —— 这种材料为深空探测器提供动力，例如 NASA 的好奇号火星探测车和 新视野号冥王星探测器。
TSM 首席执行官 Billy Shipp 表示，这项新公布的项目将补充而非取代美国能源部 (DOE) 目前正在进行的 Pu-238 生产工作。[美国制造钚-238用于深空探索（视频）]
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TSM 的工作“可以在钚的生产中建立冗余；如果 [NASA] 任务需要增加产能，它可能会潜在地增加产能，因此，它可以最大限度地降低太空计划的总体项目风险，”曾任 DOE 艾达荷国家工程与环境实验室（现称为艾达荷国家实验室，或 INL）主任的 Shipp 告诉 Space.com。
核动力探索
Pu-238 是 放射性同位素温差发电机 (RTG) 的关键成分，它将放射性物质自然衰变为铀-234 时产生的热量转化为电能。
几十年来，NASA 大多数标志性的行星探测任务都依赖于 RTG，包括双子 旅行者 1 号和旅行者 2 号探测器、海盗 1 号和海盗 2 号火星着陆器以及卡西尼号土星轨道器。
美国过去常常在 DOE 位于南卡罗来纳州的萨凡纳河遗址生产此类航天器所需的 Pu-238，作为该设施武器工作的副产品。（Pu-238 不是 制造炸弹的材料，但其近亲 Pu-239 是。）
随着冷战的结束，该生产线于 1988 年停止。美国于 1992 年开始从俄罗斯购买 Pu-238，但在 2010 年收到了来自莫斯科的最后一批货物。从那时起，美国的库存一直在缩减；机构官员表示，NASA 的配额目前已降至约 77 磅（35 公斤），其中只有一半在目前的状态下可用（尽管其余部分可以通过与新生产的 Pu-238 混合来达到标准）。
NASA 目前的 RTG 设计，即多任务放射性同位素温差发电机，需要 10.6 磅（4.8 公斤）的 Pu-238。因此，目前美国拥有足够的 Pu-238 为另外三到四个深空任务提供动力。[核发电机为 NASA 深空探测器提供动力（信息图）]
Pu-238 重启——两次？
但是，避免核燃料短缺的努力正在进行中。
DOE 最近启动了一项 新的 Pu-238 生产计划，该计划于 2015 年底在田纳西州橡树岭国家实验室 (ORNL) 制造了一个 1.8 盎司（50 克）的样品。DOE 官员表示，如果一切按计划进行，这条生产线应在 2023 年之前开始每年生产 NASA 要求的量 —— 3.3 磅（1.5 公斤）的 Pu-238。
Shipp 说，TSM 的生产将补充 DOE 的生产。
该公司在几周前在佛罗里达州奥兰多举行的 2017 年太空核技术和新兴技术会议上公开宣布了其计划，但该项目已经进行了几年。
Shipp 说：“我们非常低调地完成了这个项目，因为在我们对如此高水平的组织能够支持它有信心之前，我们根本不想进行任何形式的公开声明。”
他提到的组织是新的 Pu-238 生产工作的关键合作伙伴：加拿大核实验室 (CNL)、DOE 的太平洋西北国家实验室 (PNNL) 以及安大略省政府拥有的公司安大略省发电公司 (OPG)。
Shipp 说：“以下是其工作原理。PNNL 开发了生产由镎-237 制成的“靶”的新技术。这些靶将被运送到安大略省的 CNL 乔克河实验室，在那里它们将被组装成反应堆束。然后，这些束将运往 OPG 的达灵顿反应堆，在那里它们将被辐照以生成 钚-238。然后，这些束将返回 CNL 进行拆卸和化学处理。（DOE 的钚生产线也同样复杂，涉及 ORNL、INL 和新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室。）”
Shipp 说：“OPG 反应堆已经产生钴-60，用于消毒外科和医疗设备。因此，商业同位素生产并不是一个陌生的概念。”
他说：“这方面没有已知的障碍，因此我们从监管基础和技术基础两方面都非常有信心它会向前发展。”
Shipp 说：“事实上，该项目正在进行中，由 TSM 管理。（TSM 还获得了 PNNL 技术的许可。）已经建造了两个镎-237 靶，并且本月已将它们放入 CNL 反应堆中进行鉴定。一个靶将保留 90 天，另一个将保留 300 天。”
Shipp 说：“该项目的下一阶段 —— 团队的目标是在今年年底开始，如果可以筹集到足够的资金 —— 涉及反应堆束的鉴定。然后，该项目将开发和演示从开始到结束的 Pu-238 生产的整体“流程图”。”
Shipp 说：“如果一切按计划进行，TSM 领导的工作最早可能在 2022 年投入生产。该过程旨在每年生产 11 磅（5 公斤）的 Pu-238，但如果客户需要，产量可能会增加近一倍。”
他说，该客户很可能是 DOE（以及扩展而言，NASA），主要是因为制造靶所需的镎-237 来自美国联邦政府。Shipp 还预计在总体制造战略上与 DOE 进行一定程度的合作。
他说：“我们的愿望是为 DOE 建立一个完全集成的钚-238 任务，而我们只是其中的一部分。”
Shipp 补充说：“除了使 Pu-238 生产系统更加强大之外，TSM 领导的工作还可以帮助该国重建其核燃料储备，从而有可能在未来实现更多的行星探索。”
Shipp 说：“我们的太空计划是一个动态的计划。“我们随时准备协助该计划的发展。” [NASA 最伟大的 10 个科学任务]
与 NASA 对话
Shipp 说，他的团队已经与 NASA 非正式地讨论了其计划。他补充说，正式讨论应该很快开始；该小组计划向 DOE 和 NASA 提交一份资金提案，以帮助支付其项目第二阶段（束的鉴定）的费用。
航天局行星科学部门副主任 David Schurr 说：“假设目前的 DOE 制造工作按计划进行，NASA 不会很快面临 Pu-238 短缺。”
Schurr 告诉 Space.com：“这显然足够用到 2030 年。”（他拒绝进一步预测未来，称对 NASA 2030 年后的计划了解还不够。）
Schurr 对在 Pu-238 生产线中增加另一个参与者表示理论上的支持：“拥有其他反应堆来源是件好事，”他说。但他强调，负责钚生产的是 DOE 而不是 NASA，因此将主要负责评估 TSM 集团的任何提案。
Schurr 说：“归根结底，我正在寻找廉价的方式来完成我的工作。“因此，如果 DOE 说他们喜欢它，那么我就感兴趣。””
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