美国各界热议热核推进技术 一旦成功将彻底改变太空探索游戏规则

8月20日,NASA举办了第6届美国空间委员会会议,来自白宫、安全机构、空军和各承包商的代表出席了会议。会议着重讨论了太空安全以及未来美国深空探索的相关议题,中间也迸发出不少的火花。比如会议中提到的正在研发中的“热核推进技术”,就引起了与会各方的热烈讨论,NASA局长也盛赞该技术成倍地提高了太空运输的效率,将彻底改变太空的游戏规则。

NASA的核动力飞船概念

NASA局长吉姆·布里登斯廷称,正在试验中的热核推进系统,可以把通过核裂变产生的热量,将液氢推进剂加速到极快的速度,让航天器在太空中运行的效率成倍提高。只需要3个月的时间就可以从地球飞到火星,比使用传统化学推进器的时间缩短了一半以上,这对于致力于2030年代征服火星的美国人来说,无疑是一个巨大的利好。

宇航员长期在深空中飞行,脱离了地球磁层的保护,会受到大量的太阳和宇宙辐射。时间越长,这些辐射对他们的影响就越大,特别这种辐射的剂量足以损害他们的大脑。热核动力推进系统的应用可以大大改善这一状况。根据项目的研制进度,NASA希望能在2022年进行热核动力推进飞船的首次尝试。

2018年 NASA评估热核推进动力系统

对于近地太空而言,热核推进系统使用的核裂变反应堆也可以为陆基或者星基激光器提供动力。我们知道影响激光器性能的两个主要因素分别是能量和激光源,热核反应堆能够提供连续稳定的大功率能源为激光器服务。这些激光器近则可以攻击近地的目标卫星,甚至还可以照射小行星以偏转其轨道从而保护地球。

如果热核推进系统安装在卫星上,可以大幅提高卫星的机动能力,可以有效地躲避敌方对卫星的干扰或者攻击,据称俄罗斯和另外一个大国家也都正在该技术上发力。攻击他国太空系统和服务的能力是击败对手的必要条件之一,因此全面掌握热核推进技术会继续让美国在太空保持大幅领先。

NASA与能源部合作的Kilopower反应堆

必须要说明的是,这里提到的热核推进技术,是采用一款美国能源部研发的“Kilopower”便携式核裂变反应堆为基础的真正的核动力推进,而不是美俄已经使用了50年的“放射性同位素热电池”(RTG)。RTG使用的是钚-238的自然半衰释放热量转化成有限的电能,比如美国的“好奇号”和我国的“嫦娥4号”都在使用,但是效率和性能都太低,无法快速驱动飞船运行。而Kilopower反应堆可以提供千瓦级的电力输出,能直接驱动飞船快速飞行。

其实NASA和美国能源部研制便携式核裂变反应堆的初衷并不是太空推进,而是为了未来人类移居火星后的电力供应,因此一台Kilopower便携式反应堆能够持续提供10千瓦的电力输出不低于15年。经过改造安装在太空飞船上后,会引发太空飞行器推进系统的变革,离科幻片中的太空船又接近了一步。

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