在美国能源部位于田纳西州的橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)，人们可以在一个看起来像室内游泳池的地方的底部，找到美国国家航空航天局(NASA)深入太空探索的可能前景。
在那里，沐浴在核高通量同位素反应堆的电蓝色灯光下，铝管被中子轰击着，这些铝管里装着小而银色的圆柱形放射性元素镎237。它是现代炼金术;中子正在把镎变成比黄金还珍贵的东西，至少对NASA的任务策划者来说是这样的:钚238 (Pu-238)，宇宙中最稀有、最易逝的物质之一。一旦制作完成，Pu-238将会在数年内持续发出炽热的光，因为它会逐渐衰变为铀。Pu-238不能用于制造原子弹，也不能特别用于为核反应堆提供燃料。人们普遍认为，核反应堆太有争议，而且在太空任务中实际使用太昂贵。相反，Pu-238的稳定的热量供应使它成为长途星际航行的理想电源，因为在长途星际航行中，光线太暗、太冷，不适合使用太阳能和化学电池。
但NASA的供应正在耗尽，而能源部在橡树岭(Oak Ridge)增加供应的努力进展太慢，令人不安。忧心忡忡的国会议员一再要求NASA拿出研究报告，详细说明它需要多少钚，它计划如何获取钚，以及如果储备耗尽会有什么风险，但到目前为止，这些要求还没有成为法律。最新的努力是在7月下旬，杏耀来自俄亥俄州的参议员罗布·波特曼(Rob Portman)和众议员史蒂夫·斯特弗斯(Steve Stivers)各自推出了自己版本的《高效太空探索法案》(Efficient Space Exploration Act)。这两项法案仍在委员会中，尚未提交正式表决。
没有持续的支持和明确的方向，NASA支持更多的Pu-238的初期努力可能会步履蹒跚，进一步深入太阳系最黑暗的深处和角落的任务可能会变得不可能。除非像一些不愿使用核能的任务策划者所主张的那样，美国国家航空和宇宙航行局设法将太阳能用在离太阳更远的地方，而不是以前认为可能的地方。
热比光多
在过去的半个世纪里，NASA总共使用了140公斤的Pu-238来推进探索的前沿。再加上该机构的一个“热电”发电机，可以将热量转化为电能，四公斤的这种材料可以为一个航天器提供几十年的动力。Pu-238被用在阿波罗时代的月球科学实验中，用在伽利略到木星的任务中，用在现在正在离开我们太阳系的先锋和旅行者太空探测器中。厚重的Pu-238为“好奇号”火星漫游者、土星的卡西尼号轨道飞行器和漫游在冥王星之外的“新视野号”宇宙飞船提供动力。在未来，Pu-238可以驱动机器人探测器在有海洋卫星的冰层下挖洞，让飞机在其他星球的外星大气中飞行，让轮船在土星卫星泰坦的液态乙烷海洋中航行，等等等等。
这些未来的任务只有在有足够的钚可供分配的情况下才能进行。实际上，NASA所有的Pu-238储备都是冷战期间制造核武器的副产品。随着冷战的结束，能源部生产的Pu-238也随之结束;它的最后一批货是在1988年完成的，美国国家航空航天局(NASA)停止了对它的供应，只有偶尔从俄罗斯运来的质量较差的小批货例外，这些小批货在2010年停止了供应。目前，只剩下大约35公斤的Pu-238留给宇航局，放射性物质的衰变已经使除了17公斤以外的所有物质都变得太弱而不能用于NASA的热电发电机。美国国家航空航天局和美国能源部的官员估计，目前只能再安装四台发电机，其中一台已经用于美国国家航空航天局即将发射的2020年火星探测器。
2013年，在中断了四分之一世纪之后，美国能源部再次开始在橡树岭(Oak Ridge)的反应堆池深处制造Pu-238。但事实证明，提高产能是一个缓慢而令人沮丧的过程。该项目落后于原计划，到2021年不太可能达到每年生产1.5公斤发电机用钚的目标。但能源部官员表示，到2019年，这条管道的年产量可能不到原计划的三分之一。
能源部官员并没有将钚生产的缓慢启动描述为一个问题，因为NASA还没有确定新钚的确切用途。能源部钚基础设施项目主任Rebecca Onuschak说:“该项目计划生产新的Pu-238，其生产速度将支持美国宇航局目前的计划任务。”“预计不存在满足这些需求的材料短缺，因此没有实施任何补救措施或行动计划。”
但熟悉情况的外部专家表示，这种解释是循环推理的经典例子。行星协会(Planetary Society)的宣传主任凯西•德雷尔(Casey Dreier)表示:“NASA可以利用这些新钚来做很多事情，但在报告中什么都没有。”“这是为什么呢?因为NASA不确定何时或是否会有它需要的钚!”
部分问题在于钚的生产成本非常高，而且没有人特别愿意为此买单:生产管道分散在爱达荷州、田纳西州和新墨西哥州的国家实验室之间，每年维护成本高达5000万美元。从历史上看，能源部承担了这些费用，但在2013年重新开始生产时，一切都变了，因为国会和白宫把重新开始和维持生产的财政负担完全转移给了NASA。
NASA的领导层把责任推给了该机构的行星科学部，因为星际任务是NASA主要的钚消耗者。反常的是，由于用于钚生产的资金来自该司的技术发展预算，这将资金从探索如何可持续利用稀缺的钚供应的项目中抽走。2013年11月，该机构大幅缩减了其先进的斯特林(Stirling)放射性同位素发生器项目，该项目花了十多年时间开发高效率的活塞式热交换器，可以提供与NASA少用四分之三钚的热电发电机同样多的能量。取而代之的是，该机构正在探索如何用新的组件对其热电发电机进行改造，以使其效率得到更适度的提高。
德雷尔说:“这笔钱将用于研发机器人上升运载工具，从火星带回样本，或者用于研发在太阳系外冰冷的卫星上着陆所需的技术，诸如此类。”“但现在很多都直接进入了能源部的大门。这部分预算不再用于技术开发，而是用于维护生产这种钚的基础设施。”
除非政策发生重大变化，否则在NASA存在的这段时间里，钚的生产将继续耗费NASA每年至少5000万美元的行星科学预算，这可能会为未来的星际探索关闭尽可能多的大门。
随着储备的减少和恢复储备的成本持续上升，NASA的行星科学界经历了一种似乎是寒蝉效应的过程。需要大量钚的任务由于缺乏一个更好的术语，已经变成了放射性的。没有人想要太接近这样的任务，因为他们有一个令人不安的倾向，突变，削弱和死亡。在某些情况下，任务策划者现在加班加点地工作，以证明在长期被认为需要钚的任务中不使用钚是合理的。
举个例子，美国国家航空航天局(NASA)对木星的卫星欧罗巴(Europa)的探索计划时断时续，欧罗巴的表面冰层下埋藏着一片广阔的海洋，可能适合生命生存。几十年来，行星科学家们一直梦想着发射一艘装有一系列精密仪器的核动力宇宙飞船到木卫二的轨道上，以寻找适合居住和生命的迹象。但这些梦想一再被推迟，因为它们需要大量的钚。最近一个备受关注的提议，被称为木星欧罗巴轨道飞行器，在2020年发射时将会使用大约17.6公斤的Pu-238，这比NASA目前可用的全部库存还要多。
NASA今年早些时候宣布，它计划在本世纪20年代进行一项规模更小、成本更低的任务，以复杂而精心策划的一系列飞近活动环绕这颗冰冷的卫星，而不是使用核动力的木卫二轨道飞行器。尽管降级了，但在某些方面，这次任务可能被认为比其渴望钚的前身更雄心勃勃，因为它将由太阳能驱动。
据美国宇航局喷气推进实验室的项目经理巴里•戈尔茨坦(Barry Goldstein)说，事实证明，太阳能是更好的选择，只是出于实际原因，而非政治原因。太阳能电池阵列可以“按瓦特数增长”，根据航天器的电力需求灵活地调整大小，而充满钚的热电发电机只能以大块的模块形式出现。木卫二任务可能需要大约50平方米大小的太阳能电池阵列，使用专门的“低强度、低温”太阳能电池，以优化在深空的有效操作。这种太阳能电池技术将在2016年7月开始进行最关键的实地测试，届时它将乘坐另一艘太阳能飞船——美国宇航局的“朱诺”号抵达木星。
戈尔茨坦说:“我不想忽视这样一个事实，那就是我们实际上是在去木星煤矿的路上养了一只金丝雀。”“但我们一直在根据我们的模型和我们在低强度辐射剂量下的测试跟踪朱诺的阵列性能，他们一直在跟踪。戈尔茨坦说，当“朱诺”号明年抵达木星时，他完全期待它的性能能够帮助校准和验证“欧罗巴”号的太阳能计划。
然而，在木卫二选择太阳能比第一眼看到的更多。美国的国家太空政策规定，美国国家航空和宇宙航行局只有在“显著加强”任何特定的太空任务的情况下，才可以使用核能。“规则规定，只有在其他选择无法完成任务的情况下，
杏耀娱乐总代团队教程，我们才能使用核能系统，”NASA的木卫二项目科学家科特·尼伯(Curt Niebur)说。对于木卫二的多次飞行任务，太阳能发电系统可以完成这项任务。所以我们选择了太阳能。”
仔细阅读就会发现，这一逻辑存在一个令人不安的缺陷，因为对于太阳能能发展到什么程度，人们还没有达成共识。由于缺乏明确界定的边界，超过了这一边界太阳能就变得不合理，而且部分依赖于相对未经证明的技术，任务规划者可能很快就会发现自己在走下坡路，滑向不确定性，从而无意中排除了几乎所有空间任务使用核能的可能性。
一些行星科学家已经在认真地讨论更多的太阳能任务，这些任务可以从木星飞到土星和其他遥远的外太阳系目标。一个人离太阳越远，太阳能就会急剧减少——每增加一倍的距离，吸收的阳光就会减少四倍。土星离太阳的距离几乎是木星的两倍，这意味着土星相当于美国宇航局计划的木卫二宇宙飞船，可能需要超过200平方米的太阳能电池板。
尽管如此庞大的太阳能电池阵列确实难以处理，杏耀网址但并非不可能，而且在可预见的未来，它甚至可能被视为比使用带有政治色彩、稀缺程度极低的钚更实用。和更多的技术发展的前景使太阳能的外行星的前景似乎不那么令人生畏:额外的改进太阳能电池的效率或sunlight-concentrating透镜或镜子的使用可能会进一步减少所需的区域或大规模的太阳能电池阵列。如果做不到这一点，任务总是可以缩小，以适应太阳能，牺牲科学目标，只是离开地面。但是，在某些不确定的点之外，科学回报的减少可能会使太阳能的麻烦超过它的价值。
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的太空核动力系统专家拉尔夫·麦克纳特说:“有些任务仅仅依靠太阳能是无法完成的。”“没有(Pu-238)旅行者号、卡西尼号和新视野号目前都无法带回前沿的科学数据。还要考虑到，如果有核动力而不是化学动力的话，“惠更斯”号探测器和“菲莱”号着陆器(在67P/丘留莫夫-格拉西门彗星上)仍然可以工作。”
即便如此，麦克纳特承认，对惠更斯和菲莱来说，核能“可能成本过高”。换句话说，发射严重依赖非核动力的任务比完全不发射要好得多。未来太阳能主导太空飞行的时代可能会允许更多的深空任务发生，但这些任务的能力和寿命都将不如核能。这是否是一个值得权衡的问题，并不是大多数NASA任务策划者目前急于回答的问题。
尽管如此，对于那些相信太空核能值得追求的人来说，还是有一些乐观的理由的:在田纳西的蓝电力池的底部，核能炼金术仍在继续。
“与五、十年前相比，我们现在的状况真的很好，”德雷尔说。“当时，俄罗斯打算停止向我们出售钚，我们没有计划生产新的钚，以恢复我们迅速减少的国内供应。NASA的情况很糟糕。因为这个话题很微妙，所以花了很长时间。但是现在在橡树岭，他们正在轰炸镎来制造钚。他们这样做不是为了制造炸弹——他们是为了把小机器送到数十亿英里外的世界，因为谁知道外面有什么?这不是很美妙吗?”
