前言

1953年12月8日，美国总统艾森豪威尔通过著名的“和平利用原子能”演讲，向世界提出倡议——在联合国建立一个国际机构以促进和平利用原子能。他的本意为向前推动“一小步”，以独具艺术的方式展示和平利用原子能的可能性。在接下来的几年内，他的“一小步”成长为一系列和平利用原子能的行动，包括建立国际原子能机构、签订原子能和平发展合作双边协议、在国外修建研究堆、召开两次国际和平利用原子能会议、创办核技术专业学校、扩展放射性同位素在医疗和农业及工业上的应用。其中，在20世纪50年代末期被誉为“世界首个原子能电池”的出现正是这样一项值得注意的和平利用。1959年1月16日，“原子能电池”首次在美国总统艾森豪威尔的办公桌上向世人揭开面纱。它的专业名称为“放射性同位素温差发电器（radioisotope thermoelectric generator, RTG）”，是一种将放射性同位素自然衰变热能直接转换为可用电能的供电装置。该装置由美国原子能委员会（Atomic Energy Commission, AEC）通过核辅助电源系统（Systems for Nuclear Auxiliary Power, SNAP）计划研发问世。在得知该装置可安装于卫星并为仪器提供充足电能后，艾森豪威尔感到非常满意。

即便作为“和平利用原子能”计划的特色之一，RTG并未能给卫星供电，直至美国进入太空时代。1961年6月29日，美国海军发射了首个搭载RTG的卫星，而在这之前一个月，美国总统肯尼迪曾承诺要把人类送上月球。该电源装置代号为SNAP-3A，为海军导航卫星上的仪器供电。尽管原子能委员会对该装置进行了广泛的安全测试，但肯尼迪政府对发射SNAP-3A装置仍有一些疑虑。最终，在多方的大量努力下，直到最后一刻肯尼迪才批准了发射任务，该装置才得以按期发射。

尽管作为一个小型、独立的单元，RTG显然能满足卫星供电需求，但它们实际上只为美国投入地球轨道的众多卫星中的一小部分提供电能。它们总共为六颗海军导航卫星、两颗雨云号气象卫星和两颗通信卫星提供电能。太阳能板则为大多数地球轨道卫星提供了更合适的电源。

然而，登月竞赛和太空探索的迫切需求为RTG创造了比卫星任务更加多样化和更具挑战性的应用机遇。由于RTG相对皮实、重量轻、结构紧凑、不包含运动部件并且不依赖太阳能，美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）认为应该将RTG应用于阳光极少或没有的恶劣环境，为仪器包和探测器提供电力，从而使其得以生存。因此，RTG的开发是以在漫长的月夜期间为留在月球上的仪器包供电为目的。1969年11月至1972年12月，宇航员在月球上部署了五个阿波罗月球表面实验包。RTG不仅在月夜中帮助这些实验包幸存下来，而且还持续供电多年，直至根据地球发出的指令而关闭。

可在恶劣的、没有阳光的环境中供电的能力也促使NASA选择RTG来为维京号无人火星着陆器以及前往木星、土星及以远的先驱者号和旅行者号太空探测器提供电力。维京号着陆器发回了从另一颗行星（火星）表面拍摄的第一张照片，纠正了人们对这颗红色星球的诸多误解。尽管火星被认为是可支持某种生命形式的首选星球，但是维京号在火星上没有发现生命存在的证据。在木星辐射带中幸存下来的先驱者号和旅行者号航天器提供了有关木星、土星及二者卫星的大量数据，这些意想不到的发现震惊了科学家。一夜之间，我们对这些世界的概念从处于永世冻结的行星系统转变为拥有旋转气体云、猛烈风暴、不断变化环系、众多活火山卫星和一个甲烷大气卫星的动态系统。

理查德·恩格勒（Richard Engler）博士将他的这部作品命名为《太空中的原子能》，带领读者亲临了卫星发射和外太阳系。他将RTG技术描述为一种“安静技术”[1]，并恰如其分地指出，虽然这些发电器只是大型演出中的一小部分，但它们是至关重要的那部分。尽管创造了一种小型的“安静”产品，但RTG计划在美国历任管理机构的支持下——首先是AEC，然后是能源研究与发展管理局，最后是能源部——才得以成长和繁荣，而与其同期的其他涉核空间努力已被废除。恩格勒博士将繁荣与衰落的对比编织到他的故事中，同时通过口述历史生动地捕捉了RTG开发者和用户的观点。组织变革以及对安全性时刻保持警惕也是RTG计划的鲜明特征，恩格勒博士详细讨论了这些主题。最发人深省的是他从RTG计划中吸取的教训。无论RTG计划付诸努力的规模如何，从这样一个成功的计划中汲取的经验教训，对任何参与技术开发活动的人来说，都应该是有价值的。