#太空探索#俄罗斯在整体实力上虽然已经不行了,但瘦死的骆驼比马大,还是保留有些独门秘笈的,特别是在核能利用领域应该算是独步天下,连美国都有些忌惮,核动力太空飞船是各个大国争相研制的航天器,在这方面,俄罗斯似乎走得更远。
目前人类进入太空,还是以化学火箭为推力,这种火箭的推力虽然大,但是持续力有限,每次发射还得选择合适的窗口时间,以便能获得行星的引力,飞往太空更远处,在人类没有获得新的可控动能的情况下,化学火箭会在未来很长一段时间内处于不可动摇的位置。
早在上世纪五十年代,美国就开展了核动力火箭的研制,当年钱学森就参与过该研制,但是由于可控核聚变在当时的条件下很难实现,在长时间的研制后,取得的成果就是推力很小的核能离子火箭,根本不适合用在载人航天上,但“旅行者”1号和2号等探测器都应用了这种技术,至今探测器还在茫茫的太空中前进。
同时期的苏联也研制成功了核动力卫星,在冷战时期发射了大量的核动力卫星。2009年,铱星公司的“铱”-33通信卫星和俄罗斯“宇宙”-2251相撞,在西伯利亚上空发生爆炸,“宇宙”-2251就携带有核动力装置。至今,俄罗斯还有30多颗核动力卫星在太空运行。
核动力推进火箭有两种工作方式,第一种称为核热推进,利用小型核裂变反应堆来加热氢气等气体,然后该气体通过火箭喷嘴加速以提供推力。
核热推进系统的效率是化学推进系统的两倍多,这意味着它们使用相同数量的推进剂,产生两倍的推力,并且可以提供超过100,000 牛顿的推力。
第二种核基火箭系统称为核电推进。目前还没有谁能建造核电系统,但其原理是使用高功率裂变反应堆发电,然后为霍尔推进器等电力推进系统提供动力。
大约比核热推进系统好三倍,由于核反应堆可以产生大量功率,因此可以同时操作许多单独的电动推进器以产生大量推力。
俄罗斯公布了2030年登陆月球、火星以及探测金星、木星的计划,同时还公布了大型核动力太空运输飞船的照片,这艘核动力太空运输飞船正在圣彼得堡的工厂里进行组装,该项目的正式名称为运输和能源模块(TEM)。
TEM 的核心是一个核反应堆推进器(宙斯),它会产生热能,然后通过机械涡轮机转化为电能。反应堆工作过程中产生的过量热能,会通过一个散热器系统释放到太空中,该系统还可以使用各种不同的技术在失重和大气之外运行。
三个主散热器和三个辅助散热器,后者较小的面板可能满足太空飞船上服务系统的传统需求,而较大的可展开和固定散热器,可能专门设计用于去除反应堆的热量。
为了保护太空飞船上的所有系统免受有害辐射,反应堆被放置在一个锥形防护罩后面。为了进一步增加安全区,反应堆连接在一个由轻质复合材料制成的四节伸缩臂上,在飞船与轨道上的运载火箭分离后,吊臂展开至全长。
TEM 飞行器上的核反应堆,只有到达 600 或 800 公里的轨道后才会被激活。
核动力推进器是太空超远距离任务的最佳选择,它不需要太阳能,具有非常高的效率并且可以提供相对较高的推力,是未来人类太空探索的理想选择。
页面更新:2024-04-07
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