小型核火箭

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇小型核火箭范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

在探索太阳系其他行星的时候，人类想要做的不仅仅是驾驶小型空间探测器在宇宙空间快速飞行。有时候我们打算向那些大型气态星球的轨道发射宇宙飞船，在其卫星上面降落，安置机器人，甚至希望能够将星球表面的岩石以及土壤里的贵重元素运回地球。

最终，向条件允许的星球(至少拥有维持生命所必需的水源)运送宇航员。诸如此类的任务，我们所需要的就不仅仅是依靠化学燃料燃烧产生推动力的火箭，而是那些依靠核裂变产生能量的火箭。当然以化学燃料燃烧为动力的火箭用起来也不错，但它们在给定燃料基础上所产生的能量相当有限，并给飞船带来很大不便。例如，要想到达行星，一架以化学燃料为能源的运载器重量不能太大，并且必须借助行星引力的帮助，这种引力场像磁铁一样吸引飞船慢慢靠近目标星球，并不断提高飞船的速度。为了充分利用这些引力助手，任务策划者必须等待“视窗”(一小段时间)的出现，在此期间，飞船朝向特定星球发射，而该星球又可以给飞船提供相当的加速度，使它能够飞向更远的星球。从技术角度来说，用化学燃料作动力的火箭的最大加速度很低，这就使得飞船不能达到一个更高的速度。

化学燃料火箭中最好的是氢氧火箭，可以为脱离地球轨道的飞船提供约10千米／秒的加速度。相对而言，核火箭所能提供的最大加速度为22千米／秒。如此高的加速度使飞船到达土星的时间从7年缩短到仅仅3年。这种核火箭更安全而且相对来说更环保。与传统观念不同的是，核火箭发射的时候放射污染反而更小。由核能推动的飞船将被作为有效负载物放在传统化学燃料火箭的上面发射。当负载物进入高达800千米的地球轨道时，核反应堆开始启动。就目前的科研能力而言，制造由核裂变产生的动力推动的火箭并非难事。事实上，我跟我的同事们，已经设计出来了一台小型核火箭，我称之为Metee。该发动机制造用时为六七年，耗资6亿美元～8亿美元，就目前的空间研究领域来说，该项开支已经非常小。事实上，发动机研发过程中花费的资金可以由日后飞船发射所节省的开支来冲抵。原因是该发动机无需携带大量化学燃料，也就是说发射过程中不需要价值2.5亿美元～3.25亿美元的昂贵发射火箭。相反，取而代之用更为廉价的火箭，诸如价格在0.5亿美元～1.25亿美元的“台达”或者“阿特拉斯”火箭。

在我们的设计当中，反应堆的核燃料将会以带孔金属板的形式出现。其结构像一个中空的果冻卷，一层硫酸锂氢化物覆盖在燃料圈的外层，用作缓冲剂来降低核裂变产生的中子的速度。冷冻剂――液态氢将由外而内运动，并随着温度的升高很快转化为气体流向中心。高达2700℃的气体将沿金属圈轴心处的通道做高速运动，最后由末端的喷嘴流出。

核推动力最吸引人之处在于它的燃料(氢)很容易获得，而且接近取之不尽、用之不竭：氢大量存在于太阳系外层行星周围，而且广泛存在于遥远行星上的冰里面。因为核能持续时间长，如果适时补充燃料的话，以此为燃料的飞船可以在太空中飞行10年～15年。飞船可以在木星、土星、天王星以及海王星大气层中飞行数月，搜集这些行星的表面状况、大气类型以及其他特征的详细数据。此外，这种飞船还可以到达诸如木卫二等更为遥远的星球上，并通过电解融化冰中的水来获得氢以返回地球，因为反应可以在远离地球的地方顺利发生。以核能推动的飞船较之传统的飞船更安全，在太阳系外层更远的一些地方，因为光线太弱而无法为飞船的各项设备提供足够的能量，因此，设备会启动放射性元素钚238能量源。此外，这种火箭产生的放射性垃圾的数量也是微乎其微，仅为1克的核裂变废弃物，而且废弃物无论如何也不会返回地球。

核火箭并非新鲜事物，20世纪80年代，美国国防部在该领域的一项计划中，空间原子能终端推动计划赫然在列。它的目标在于研发一种轻质、小型核发动机以协助发射任务，例如向远地轨道发射重型飞行器。设计的核心是原子燃料反应堆，该反应堆包含大量微小的碳化铀粒子包，原子燃料反应堆的研发工作在核发动机建成之前就已结束。

我跟同事们在位于布鲁克海文的美国国家实验室对该项目进行了长达几十年的研究，事实上，Mitee发动机的成功研制很大程度上归功于我们在其他项目上所付出的努力。除去燃料元素相同的环状基本结构之外，Mitee同样也用到轻质的、稳定的硫酸锂氢化物作为缓冲剂。

显而易见的一个事实是，如果仅借助于化学燃料推动的火箭，我们探测外太空及其行星的能力毕竟是有限的。在不远的将来，要想在研究太阳系边缘那片广袤的未知世界方面取得突飞猛进的成就，只有核火箭才能给予我们所需要的动力。