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被中國空間站刺激到了?美國稱要打造核動力飛船,要用熱核推進
2021/11/01
2021/11/01

隨著神舟13號太空人入駐中國空間站,「T」字結構的中國空間站進入了最後的技術驗證階段,等到神舟13號飛船返回地面和神舟14號飛船發射,就是問天實驗艙和夢天實驗艙升空了,中國空間站的發展計畫正在如火如荼的進行中。

反觀國際空間站,現在已經變得破舊不堪,近兩年因為故障不斷開始走向沒落。最重要的是,美國最大的空間站盟友俄羅斯因為多種原因,失去了與美國合作的興趣,計畫在2025年之前撤離國際空間站,從而選擇加入中國空間站,並自建一個艙室與中國空間站對接。

中國空間站,中國太陽探測,中國探月,中國火星探索,中國小行星探測,中國航太正在日新月異。或許是被中國空間站刺激到了,10月20日,美國航天局(NASA)在聽證會稱要打造核動力飛船,用熱核推進,旨在跟中國航太競賽。

既然美國提出了核動力飛船,那麼筆者現在就來說道說道。現在人類航天器一般使用兩種推進系統,化學推進系統和霍爾推進系統,化學推進系統是使用化學推進器,優點是推力巨大,可以達到數千牛頓,缺點是使用時長有限,一般在使用幾十次後就耗盡了。

霍爾推進系統優點是能量轉化率很高,比沖高,可長時間使用,缺點是推力以毫牛計算,無法進行快速變軌機動,所以霍爾推進系統只能進行長途飛行時,起到增加速度的作用。

而核動力飛船不僅可以長期推進,並且推力大得驚人,正好彌補了化學推進和霍爾推進的不足,如果人類能打造出核動力航天器,那麼人類飛往火星的旅途將縮短一半,只需要三個月,這無疑是人類航太科技的一大進步。

核動力根據原理的不同可以分成三種,核電推進,核爆推進和熱核推進,但是人類目前只看中一種熱核推進,其它兩種只作簡單介紹。

核電推進的原理跟霍爾推進有些類似,先將核能轉化為電能,然後再把化學推進劑氙或氪進行電離,專用推進器再將離子噴出,從而產生推力,很顯然,核電推進推提供的推力很小,而且還需要一些化學推進劑,並沒有得到人類的青睞。

核爆推進的推進原理就更激進了,直接向後方不斷扔出核彈,核彈爆炸產生的推力推動航天器以極快速度飛行,核爆推進實在是太危險了,要知道核爆炸會產生大量輻射污染,核爆推進雖被一名科學家提出,但很快被所有人給否定了。

唯獨只有熱核推進最受到科學家們的青睞,熱核推進是利用核裂變能量加熱液體,將液體氣化,高溫高壓氣體定向噴出從而獲得巨大推力並推動航天器,其能量產生原理和核電站、核動力艦船推進原理相類似。

幾十年核電的發展,固相核裂變反應堆技術已經得到了廣泛的應用,例如核電站、核動力航母,核技術趨向成熟,把核技術應用到航天器上,也是一件順水順風的事情,熱核推進具有功率高,比重大,壽命長,不受外界環境影響等優點,是其他推進系統所無法代替的。

2021年2月,NASA發表的一篇文章討論了核熱推進技術,稱核熱推進推力很大,推力是化學推進器的兩倍,這是非常令人興奮的,NASA正與美國能源部(DOE)合作,開始設計裝在航天器內的微型反應堆。

火星移民美國已經提出很多年了,但是火星發射視窗每隔26個月才出現一次,但有了大推力的核動力航天器,我們就可以隨時隨地飛往火星了,不再受火星發射視窗,因為核動力航天器不用再去考慮燃料的節約。

在2020年,俄羅斯也提出了核動力運輸飛船的建造計畫,根據俄羅斯航天局的說法,核動力運輸飛船名為「Nuclon」號,一次性能運送10噸貨物,是太空採礦的最佳貨運飛船,俄羅斯航天局已經簽署了42億盧布的「Nuclon」號打造合同。

眾所周知,在未來的幾十年內,中國航太將與俄羅斯航太密切合作,開展月球探索活動,計畫在月球上建造一個永久性駐地,而核動力運輸飛船無疑是最佳的選擇,不用考慮燃料問題,可重複使用,可以節約大量資金。

總而言之,核動力航天器的打造可以說是人類航太技術的一大進步,可以讓人類飛得更遠,這無疑更有助于人類去探索外太空,所以美國發展核動力航天器是一件好事。

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