美国宇航局正研制核动力火箭

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美国宇航局正研制核动力火箭

美国宇航局希望向月球和火星发送核火箭

美国阿拉巴马州亨茨维尔附近,一小块空隙上有一个国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心六层高的火箭试验台。1958年,红石火箭研发在此举行了严格的测试,这枚火箭成为第一枚引爆核武器的火箭。三年后,它运载了第一个美国人进入太空。

现在,核与空间的纠结汗青再次浮出水面,就在红石测试台的正前方。美国宇航局的工程师们想要创造出看似简单的东西:一种由核裂变驱动的火箭发动机。

美国宇航局正研制核动力火箭

比尔·埃姆里奇

核火箭发动机的效率是当今为火箭提供动力的化学发动机的两倍。但是,尽管裂变反应堆概念上很简单,但由于会产生有毒废物,因此建造和运行核火箭发动机存在极大挑衅性。太空旅行足够伤害,但是对于未来的人类登月和火星飞行使命,NASA以为这种风险大概是须要的。美国宇航局核火箭筹划的焦点人物是比尔·埃姆里奇(Bill Emrich),他从书面上撰写了有关核推进器的陈诉。他说:“可以对火星探测器举行化学推进,但这确实很难,通过核推进,比从月球基地走得更好。”

美国宇航局正研制核动力火箭

埃姆里奇不停在研究核能推进技能

自上世纪90年代初以来,埃姆里奇就不停在研究核能推进技能,但随着特朗普当局推动美国重返登月,以及为踏上火星之旅做好准备,他的工作有了紧急感。核火箭技能险些肯定将用于任何载人火星使命。

需要指出,核引擎不会将火箭提升到轨道。那太冒险了,如果带有热核反应堆的火箭在发射台上炸毁,则大概会导致切尔诺贝利规模的劫难。取而代之的是一枚平常的化学推进火箭把一枚核动力飞船提升到轨道,然后才能启动其核反应堆。这些反应堆产生的大量能量可以用来维持其他星球的人类前哨基地,并将前往火星的时间收缩一半。

美国国家航空航天局前副局长,BWX技能公司的首席执行官雷克斯·格维登(Rex Geveden)在8月告诉国家太空委员会:“许多太空探索问题要求始终提供高能量动力,而对于这类问题,核动力是首选。”

美国国家航空航天局局长吉姆·布莱登斯汀(Jim Bridenstine)呼应了格维登的观点,他称核推进是“游戏规则改变者”,并告诉美国副总统迈克·彭斯(Mike Pence),在太空中使用裂变反应堆是“美国应该使用的一个绝佳机会。”

这不是NASA第一次钟情于核火箭。在1960年代,当局开辟了几种核反应堆发动机,与传统的化学火箭发动机相比,它们产生推进力的效率要高得多。美国宇航局开始筹划创建永世性月球基地,并在80年代初对火星举行第一次载人飞行。但是与许多NASA项目一样,核火箭发动机很快失宠,负责它们的办公室也关闭了。

美国宇航局正研制核动力火箭

核反应堆火箭发动机

也有技能上的障碍。尽管核火箭发动机的概念非常简单(反应堆将氢气加热,气体通过喷嘴排出),但设计能够蒙受自身热量的反应堆却非常困难。地面裂变反应堆的工作温度约为315摄氏度,火箭发动机中使用的反应堆必须到2204摄氏度以上。

在已往的十年中,埃姆里奇和一组工程师不停在模拟马歇尔太空飞行中心的核火箭发动机内部的非常条件。他们没有引发裂变反应,而是使用大量电力(足以满足数百个美国平常家庭的电力需求)来将燃料电池加热数千度。他说:“把它想象成一个大微波炉。”

美国宇航局正研制核动力火箭

NASA的核火箭模拟器NTREES正在测试可蒙受非常高温的材料

该项目称为“核热火箭元素情况模拟器”(NTREES)。它不停是NASA悄然回归核动力的支柱。 埃姆里奇和他的团队使用模拟器的大腔室来研究材料对非常热量的反应。

早期的研究为核火箭发动机奠基了底子。 NASA的下一步是开辟将引擎从理论带入现实所需的硬件。 2017年,美国宇航局授予BWX科技公司一份为期三年,价值1900万美元的条约,以开辟核发动机所需的燃料和反应堆组件。次年,国会在NASA的预算中预留了1亿美元用于发展核推进技能。本年,美国国会又增长了1.25亿美元用于核推进技能。

但在核火箭发动机初次飞行之前,美国宇航局需要彻底审查其发射核材料的规定。 8月,白宫发布了一份备忘录,责成NASA订定运行太空核反应堆的安全协议。一旦它们被美国国家航空航天局采取,就将为2024年最早的核动力飞行奠基底子。这与特朗普将美国宇航员送回月球的克制日期相符合。

也许这一次,宇航员们将乘坐核火箭。


来源:https://www.toutiao.com/a6742071658040787470/
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