美國航空研究所的一個研究員發表文章提出,美國太空載具一定要考慮採用核熱推進系統。啥叫核熱推進?這個核熱推進也是有些網友說的所謂的核動力航天器,它實際上是用核裂變加熱工質,然後把加熱後的這個高溫高壓工質逆向噴出,這樣呢就能獲得推力。它把這個熱量從核反應堆傳遞到液體推進劑來工作,然後熱量呢把液體轉化為氣體,氣體再噴出來,然後給航天器提供推力。為什麼以後大型航天器會把它作為最佳選擇呢?
其實人類啊目前在太空有沒有用過核能呢?其實有用過,不少航天器它都有用過核能,但主要用核能幹嘛呢?供個暖發個熱,省的凍壞了或者供個電,包括咱們的這個玉兔號月球車也有這種裝置,放射性同位素加熱單元,但是真的把核能用作推進,用在機動上,實際上現在還真沒用上。這種推進方式它最大的優點就是功率高,壽命長,比重大,而且不怎麼受外界環境影響,所以在執行長時間深空探測,還有星際航行任務時具有非常大的優勢。而核熱推進傳送器它就是利用核熱推進原理的這種核熱推進火箭。它用這種高能量密度的核熱反應系統作為它的能量源,現階段它是核裂變,未來說不定還有核聚變的這種反應型別。
值得注意的是它比傳統的化學系統推力要高得多,推進劑效力提高兩倍以上。如果說現有的航天器用上核熱推進技術的話,有專家預測那麼地球到火星的時間將從六個月縮減到3到4個月,那這個時間大大縮短了,如果說有宇航員的話那在太空裡接受的輻射都要少得多。而且能用更少的燃料運送更多的載荷。
除此以外它有個好處就是他的反應堆還可以來發電,可以給任務載荷供電。這樣呢能夠延長電池壽命,也能夠消除對太陽能充電的依賴,所以這個方式航天大國很早就很重視,實際上美國也從冷戰的時候就開始秘密的研發測試,它不是一個什麼新概念,有資料顯示,美國國家航空航天局NASA在冷戰期間至少進行過23次以上的核熱推進反應堆測試,並且在當年就研製過這種核動力的發動機。不過呢在1972年美國放棄了登陸火星的計劃以後,這個專案就終止了,因為整個技術雖然很好,但是它也有它的一些這個缺點,你比如說輻射值大,你就要做很多厚重的遮蔽系統,然後系統相對比較複雜,可靠性呢一直也不夠高,又很笨重,所以美國以及當年蘇聯,到現在俄羅斯實際上也沒有正兒八經的用過這些技術,用過以後體驗也不是特別好。
所以就先擱置著,冷戰期間的這方面腦洞其實兩大超級大國都動過不少。你像美國還曾經有一個想法也是核動力,就是幹嘛呢?就是透過連續引爆一系列特殊設計的這個微型核彈,然後去衝擊飛船的底部,給那個飛船的底部加上特殊的保護,用這種核彈去衝擊把飛船進行猛推,這個也算核動力飛船了,它屬於叫什麼?叫核脈衝推進飛船,當年設計得很強大,說能夠讓滿載質量1萬噸的巨型飛船直接從地面起飛,這個目標三年往返土星,這個就真的有點星球大戰的計劃了。說當年要組建個太空艦隊,能夠從太空裝幾枚核彈,從太空就把蘇聯給毀了,號稱太空的彈道導彈核潛艇,這個就非常可怕。當年空軍把這個設計模型拿出來的時候,據說把時任美國總統肯尼迪都給嚇傻了,當然也確實有點太過於匪夷所思,加上有些問題,比如說起飛時的核汙染問題啊,政治問題啊,以及想都不用想,這肯定是要燒天文數字的錢,後來這個專案就直接砍掉了,但是這個想法確實還是很震驚的是吧。
但是近幾年美國又提出要重返月球,所以美國國家航空航天管理局又重新把登陸火星也列為了探索深空的目標,在這個時候美國就又把包括核熱推進在內的各種空間技術作為它重要的選項。應該說美國確實一度停過核熱推進技術研發,但是絕不代表著他在這方面完全停止,實際上美國還是有不少技術人員,專家一直在完善這些技術能力。說白了就是把技術都儲備起來,而且隨著美國太空戰略調整,現在美國也開始加快推進太空軍事化的程序,從需求端實際上也提出了要有更強勁的推進技術來助力。美國就有太空專家說了,雖然說現在美軍的一些衛星已經開始具備躲避威脅的能力,但是要實現太空的優勢地位,就強調你在太空也能夠快速靈活持續的機動,所以又從軍事層面提出,美國也需要推進這專案,而且要把核熱推進作為太空作戰的一種戰略需求。
大家會覺得這個有點科幻吧?這列了個目標什麼時候能實現呢?實際上美國現在不僅僅只是提出這種需求,而且還確定了具體的目標和進度的,你比如說設定一些主要目標包括:開發鈾燃料的處理能力來生產適用於月球還有行星表面,與航天器的核電推進和核熱推進的燃料,同時要開始演示月球表面的這種裂變動力系統,並且提出了一個功利目標要達到四十千瓦或者更高,這樣才能夠持續的在月球存在,並且完成未來的火星探索。然後還提出要開發更先進的放射性同位素動力系統,提供更高的燃油效率,更高的比能量,更長的使用壽命,這個目標是為什麼呢?來支援未來機器人或者人類對月球的長期開發,並且還拓展對太陽系其他目的地的機器人探索。
那麼這個事交給誰做?目前美國高階研究計劃局也就國防部下屬一個機構,已經分別向貝索斯的藍色起源和洛克希德·馬丁公司,以及通用原子這三家公司都授予核動力飛船專案第一階段的合同,說白了就是你們都試試吧。這幾個公司將負責在2025年之前建造和演示基於核動力的軌道航天器的推進系統,雖然說第一階段這個合同只是寫了是核動力飛船,實際上背後還掩蓋著軍事用途,因為按照美國國防部提出的要求,就這種核動力飛船,它能夠同時實現化學推進系統高功率和電力系統的高效率,這種技術端的這種強強結合,將能夠讓這種飛船更靈活的執行地月之間的快速機動任務。
這個背後軍事價值不言而喻,而且正是看中了這方面的價值,所以無論是五角大樓還是美國的航天局,實際上都在進行相關研究,而且已經拿到了國會的積極支援,不過路還是要一步一步走,飯也要一口一口吃。目前美國提出的近期優先是首先把這個技術成熟度提高,先去月球上演示一下這個系統能不能用,希望能在十年內就在月球上演示這樣一個系統,然後開始測試在火星上使用的潛力。另外還要進一步提高核熱以及核電的推進能力。
當然太空探索我們說用上新技術總是好的,但是另一方面這種技術一旦用在軍事領域,它也會進一步的加速太空軍事化的程序,也會給整個太空安全帶來很嚴重的消極影響,對於這個局面我們格外需要警惕的!