11月13日消息,如果美國宇航局想要更快到達火星,,那就要解決許多火星任務(wù)帶來的問題,,比如危險的輻射、太空食物儲備和幽居?。ㄒ蜷L期離群獨居而引起的憂慮,、煩躁等情緒)等等。但是目前的化學(xué)燃料火箭無法幫助我們快速實現(xiàn)這一目標(biāo),,于是一群工程師開始重啟一臺1972年就熄火的發(fā)動機進行研究,。
化學(xué)燃料燃燒所提供的能量能夠?qū)⒂詈絾T送上月球,但是借助這種火箭技術(shù)前往火星將是一個漫長的旅程,。盡管探索核裂變技術(shù)的研究能夠追溯到上世紀(jì)50年代,,但是這種引擎從未真正飛起來過。今年8月份,,美國宇航局宣稱與原子能公司BWXT簽訂了一份1880萬美元的協(xié)議,,來為熱核推進系統(tǒng)(NTP)設(shè)計燃料和反應(yīng)堆,而這項新火箭技術(shù)有可能開啟太空探索的新紀(jì)元,。
美國宇航局馬歇爾太空飛行中心NTP項目的主要負(fù)責(zé)人Michael Houts稱:“NTP的強大力量將讓我們實現(xiàn)快速的火星往返旅行,而且有可能幫助我們打造出更加先進的系統(tǒng),?!盢TP火箭發(fā)射所產(chǎn)生的推力足以達到化學(xué)燃料火箭的兩倍。NTP火箭不借助氧氣燃燒燃料,,而是使用核裂變反應(yīng)堆作為火爐,,加熱液態(tài)氫并且排出氫氣作為推力,。
火箭從推進系統(tǒng)獲得推力的大小主要取決于它向后噴射粒子的速度。BWXT公司參與代工的一位研究人員Vishal Patel稱:“熱核推進系統(tǒng)能夠讓你更快的達到火星,,它的速度幾乎是目前火箭的兩倍,。我們希望能將前往火星所花費時間縮減到3~4個月?!?/p>
與其它使用反物質(zhì)或者核聚變的推進系統(tǒng)計劃不同,,研究人員一直在考慮核裂變火箭技術(shù)的可行性。這一技術(shù)的具體研究開始于1955年原子能委員會的漫游者項目(比建立NASA還早了3年),,項目以NERVA火箭原型為基礎(chǔ),,但后來由于縮減開支在1972年停止了研發(fā)進程。在那時美國宇航局已經(jīng)暫停生產(chǎn)阿波羅18-20號飛船和土星5號運載火箭,。NTP技術(shù)在上世紀(jì)80年代末和90年代初的太空核熱推進項目(SNTP)中得到短暫的復(fù)活,,但是這個項目同樣在飛行測試之前就耗光了投資。
BWXT公司NTP項目負(fù)責(zé)人John Helmey稱:“關(guān)鍵在于之前在NERVA火箭上的研究數(shù)據(jù)得到很好的記錄,,我們并不是從零開始,。我們是在當(dāng)時研究的基礎(chǔ)上進行的研究?!痹诤贤s定內(nèi),,BWXT將致力于燃料原件和反應(yīng)堆芯的概念設(shè)計,而現(xiàn)在這項研究面臨多項挑戰(zhàn),。
BWXT公司NTP項目首席工程師Jonathon Witter稱,首先核測試的條例已經(jīng)變更,。引擎排氣中潛在的放射性意味著工程師們不能讓氫氣排放到大氣中,。BWXT公司計劃在美國宇航局斯坦尼斯航天中心測試一種新方法,讓氫氣與氧氣結(jié)合成更容易收集的水,。初期的小規(guī)模實驗將使用非放射性氫氣來測試這種尾氣收集方法,,這樣未來核測試過程中產(chǎn)生的放射性尾氣就能夠用現(xiàn)成的技術(shù)收集起來。
據(jù)Witter稱,,工程師們也在對燃料原件進行重新設(shè)計,,采用新材料環(huán)繞鈾燃料微粒。由于火箭效能也與溫度有關(guān),,BWXT公司預(yù)計陶瓷和鎢材料能夠讓火箭在較高溫度下實現(xiàn)更好的運行,。此外NERVA項目使用的是90%高濃縮鈾,在今天已經(jīng)達到了武器級別,。BWXT的設(shè)計將使用低于20%的高濃縮鈾,,使其限制在低濃縮鈾的范圍之內(nèi)。Patel稱,,低濃縮鈾能夠讓非政府組織參與到這一項目當(dāng)中,,它有可能改變游戲規(guī)則,。但是太空核技術(shù)的失敗歷史不太可能讓美國宇航局在初期的火星任務(wù)中獲得成功。
Houts稱:“NTP是幾大先進的推進技術(shù)之一,,科學(xué)家們也提出了許多使用化學(xué)燃料和電推動的設(shè)計,。”最近在密歇根大學(xué)打破記錄的電力推進系統(tǒng)原型的研發(fā)人員Scott Hall稱:“我很樂意看到這些技術(shù)進入太空,,但是這些想法無法很快得到實現(xiàn),。樂觀的講可能需要15年,事實上更可能需要50年,。核動力推進將與電力推進一樣,,進展十分緩慢但充滿潛力和美好的前景”