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本文对比分析同位素电源和空间堆电源在空间应用优劣基础上,确定空间堆电源为海王星边际探测任务的能源方案,提出了海王星探测涉及的4类主要科学问题,介绍了任务的功能模块、飞行轨道、设计约束等初步方案设想,重点围绕反应堆、热电转换装置、技术路线、涉核安全与辐射防护等阐述了10 kWe级空间堆电源技术方案,形成包括测控通信、电推进、自主运行管理、高可靠长寿命设计、有效载荷与微小卫星初选等在内的探测器平台方案,可为我国海王星探测的论证与实施提供参考.