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2023年02月14日
第B12版:科技
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美擬二七年測試核動力火箭

NASA與國防部高級研究計劃局將合作開發熱核動力火箭

美擬二七年測試核動力火箭

美國航太總署(NASA)與國防部高級研究計劃局將合作開發“核推進系統”,也就是熱核動力火箭,應用在國防安全和太空探索,為載人火星探索任務作準備。美國擬最早於二○二七年在太空測試先進的核動力火箭推進技術。NASA數十年來一直致力研究核熱推進概念,也就是將核分裂反應爐的熱能導入氫氣推進劑,這些氫氣在加熱後快速膨脹並由噴嘴噴出,產生推力,據信在動力轉換效率上高於傳統化學反應火箭引擎。

NASA表示,這項新技術將大大縮短宇航員往返深空的時間,這是執行載人火星探索任務需要具備的一項重要能力。

根據合作計劃,NASA將負責核動力引擎的技術研發,國防部高級研究計劃局將負責包括火箭系統集成和採購、審批、調度和安全等在內的整個計劃,並確保核動力引擎與飛行器的整體組裝和集成。

NASA和國防部高級研究計劃局沒有透露“核推進系統”的任務細節,僅提到代號為X-NTRV的太空船,據介紹,它的飛行高度至少離地球七百公里以上,甚至高達二千公里的軌道上航行,以確保任何放射性物質在重返大氣層之前,都已衰減到可接受的水平。NASA認為,核熱推進對於將把人類送上月球以外、更深遠的太空,至關重要。運用核熱推進技術從地球前往火星可能需要約四個月,而傳統化學動力引擎則需耗時約九個月。

NASA指出,在核動力火箭引擎中,核反應堆中的核裂變會產生極高的熱能,發動機將熱能傳遞給液體推進劑,推進劑受熱迅速膨脹並通過噴管高速排出,產生強大推力。核動力火箭的能效是傳統化學燃料火箭的三倍甚至更多。常見的核裂變技術發動機包括核脈衝火箭、核電火箭、核熱火箭以及核衝壓火箭等,以核熱火箭為例,其反應堆結構比陸基核電站的規模要小很多,鈾-235的純度要求更高,達到百分之九十以上。核動力技術用於太空環境時,也會面臨核輻射的危險,如果克服這些困難,那麼在核聚變發動機無法實現的前提下,核裂變發動機技術也能為太陽系內的探索服務,甚至可進行無人飛船恆星際之旅,可帶來強大續航力,這是傳統化學能發動機所不能比擬的。

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