核动力火箭,30天到达火星?( 二 )


核热火箭的工作原理跟常规火箭发动机相似 , 唯一不同的是 , 核热火箭用核反应堆取代了液体火箭中的化学燃烧 。

核动力火箭,30天到达火星?

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如图中所示 , 在涡轮泵的带动下 , 液体氢通过管子流到反应堆中 , 液体氢被加热后 , 高速向喷口喷出 , 同时有一部分气体通过管子流到涡轮泵 , 给涡轮泵提供动力 。

核热火箭之所以选用氢 , 是因为氢气具有优异的导热性能 , 在高温下容易分解为原子氢 , 并吸收大量的热量 , 它的导热性能可与金属材料相媲美 , 是最好的冷却介质之一 , 同时由于其分子量小 , 相同质量的气体中 , 氢气的体积最大 。
发动机的动力大小可以通过控制棒进行调节 , 当控制棒插入时 , 中子流减少 , 反应速率降低 , 动力变小;当控制棒抽出时 , 中子流增加 , 动力也随之变大 。
早在1946年 , 美国空军和美国航空航天局就开始了对核热推进技术的研究 , 而在火箭推进中 , 最著名的是Rover计划和NERVA计划 , 在1955年到1968年间美国就投资了15亿美元 。
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因为耗资巨大 , 而NASA的1969年预算又遭到了国会的削减 , 种种困难下 , 核热火箭项目在1972年被中止 。

核电火箭
核电火箭是利用反应堆产生高温 , 通过热电转换 , 得到稳定电源后 , 把气体电离 , 通过强大的电场力将带电的离子加速 , 使离子高速后喷出 , 以反作用力推动飞行器 。
把气体电离 , 不光可以用核能 , 还可以用太阳能 , 一般 , 用太阳能提供电力的推进器叫“离子推进器” , 而目前 , 离子推进器应用最广 , 相对来说最成熟 , 从欧空局的“SMART-1”月球探测器 , 到探索谷神星与灶神星的曙光号 , 还有在太阳飞行了六十亿千米的“隼鸟号”等等 , 都是采用离子推进器 。
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然而 , 利用太阳能的离子推进器有一个缺点 , 不能离太阳太远 , 这要是飞到冥王星或者冲出太阳系 , 太阳能就指望不上了 , 这时 , 还是只有核能可以依靠 。

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虽然核能的利用不怎么受待见 , 但是对于太空探索 , 星际旅行 , 核能几乎是未来唯一的可行方式 。 “旅行者1号”虽然已离开太阳系 , 闯入了星际空间 , 但它是无人的 。 另外 , “旅行者1号”长久以来之所以还能与地球通讯 , 也全靠它上面的两枚核电池 。 所以 , 未来的太空探索 , 要想大大超越现今的成绩 , 核能也许是唯一的选择 。


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