为了“重返月球”,美国选择“铤而走险”:准备送核原料上天?

2021-04-19     讲述军中映像

原标题:为了“重返月球”,美国选择“铤而走险”:准备送核原料上天?

这两年,中美俄在探月领域不断加大投入,尤其是中国,已经处于全面领跑阶段,这让美国不得不铤而走险,在技术领域迈开步子推动“重返月球”计划。据美媒报道,近日美国国防部高级计划研究局DARPA同美国通用原子公司达成了协议,将共同研发“敏捷型地月空间行动演示火箭”项目。据悉,美国将聚焦火箭的动力系统,研发一款可以作为太空推进动力的小型核反应堆。尽管这个设想与计划有一定科学性,但依然存在很大的技术难度和风险。

传统的运载火箭,大部分重量都被燃料占据,导致有效载荷占比极低,根本达不到未来太空探索项目的动力需求。美国国防部高级计划研究局提出的新型热核推进计划,除了能让动力系统保证与化学推进系统相媲美的推力重量比之外,其效率更是化学推进系统的2-5倍。从操作原理来说,这款搭载核反应堆的推进系统将推进剂加热到极端高温,进而产生强大的推力。按照美国航天局工程师的推算,如果使用核热推进系统,火箭的速度也将比使用化学动力的火箭快20%-25%。

美国国防部高级计划研究局之所以大胆提出核动力计划,就是因为美国在核技术应用开发上已经非常成熟。除了航母和潜艇之外,美国在长期技术积累的过程中,也开始探索在太空领域使用核技术。目前来说,核推进计划主要有核热推进与核电推进两种研发方向。前者的使用情况可以参考核潜艇,就是用小型核裂变反应堆来加热气体产生强大推力。后者则是使用高功率裂变反应堆产生电力,更加适用于极远距离飞行任务。不过,无论是哪一种选择,其中涉及的技术难度和风险都非常大。

比如在技术层面,如何能研发出体积足够小、适合航天器携带又能保证动力性能的核反应堆,这本身就是一个前沿课题。与此同时,在安全防范领域,现代核反应堆进行链式反应的能量控制是一门大学问。一般来说,地面上无论是军用核反应堆还是民用核电站,通常都会采用水进行冷却降温处理,这就导致反应堆的体积都会很大。到了航天器中,原本的空间就十分有限,在飞行过程中又要保证核反应堆在安全范围内提供动力,由此带来的技术问题就更为复杂了。

更为重要的是,送核燃料上天本身就具有不可控的危险性。因为航天发射任务无法做到百分百成功,一旦火箭或航天器出现问题或核反应堆出重大故障,地面指挥中心很难做到第一时间排除故障。这也意味着,载有核反应堆的火箭就成了一颗小当量人造核弹。除了火箭上的航天员之外,核泄漏带来的危险是任何人都无法预料的。基于这一系列考虑,美国国防部高级计划研究局提出会在2025年进行太空轨道试验,这样的计划的确过于冒进了。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/LH5j63gB9EJ7ZLmJpUTL.html