美宇航局：计划10年内完成热核火箭试验

<p>　　【科技讯】10月12日消息，60年前，美国原子发动机管理局开展了“漫游”项目，并评估了首个核动力发动机。而现在NASA正在资助一项热核火箭技术研发项目的第二阶段工作，计划在10年内成功进行地面试验，并最终实现小型核热火箭发动机的飞行试验。</p><p align="center"> </p><p>　　核热火箭相比性能最好的化学燃料火箭，可以产生更大的推力并可提升一倍比冲，在深空探索的任务中可节省大量任务时间和成本，因此NASA又一次开始关注该技术。</p><p>　　核热火箭发动机基于核裂变反应堆，可加热液氢推进剂，而不是点燃可燃推进剂。该技术最早可追溯到核时代，并且已在不同层面研究了50多年，但是这种具有潜在优势的高推力推进系统，是在NASA最近计划为火星探索及更远的深空任务研发改进系统架构时，才引起关注。</p><p>　　使用性能良好的化学推进剂火箭执行往返火星任务需要三年以上的时间，使用太阳能电力推进系统需要的时间会更长。</p><p align="center"> </p><p>　　如此漫长的太空旅行时间不仅使航天员长期暴露在有害的宇宙辐射中，还会影响任务速度，可能会减弱公众对火星探索的兴趣。</p><p>　　该核热火箭项目的关键问题在于验证机的可能尺寸，地面试验地点以及相关选项。NASA计划在未来两年内解决这些基本问题，在2017财年结束时实现“授权继续进行(authority-to-proceed)的里程碑。</p><p>　　围绕该验证机大小的最重要的问题是，在哪进行地面试验和试验什么。第二阶段所确定的主要任务包括研发，演示和验证石墨复合核燃料部件，验证机的概念设计，小型、可升级、低推力发动机的需求定义，地面试验选项并编制成本可承受研制和试验计划。</p><p>　　NASA计划在未来两年内解决这些基本问题，及会一直进行到2017财年年底。发动机地面试验计划将在2022-2024年执行，飞行试验可选择推力规格为7500磅(约3.4吨)或16700磅(约7.5吨)的发动机。</p><p align="center"> </p><p>　　博罗夫斯基表示，计划执行的演示验证任务非常简单，为一次性点火的飞越月球任务，由一枚小型火箭发射。</p><p>　　由于不需要大量液氢推进剂，燃料贮箱的体积变小，点火后可无需担心要长期贮存主动低温冷却器的问题。</p><p>　　绕月3天后，该演示验证任务将为地球拍摄一张照片，执行月球引力助力机动操作使验证机变轨进入深空而作丢弃处理。</p><p>　　根据设想，月球飞越验证机将由“德尔塔”4火箭发射。7500磅推力的发动机足以执行验证机任务，甚至多种机器人科学任务。</p><p>　　该研究可支持16700磅的更高推力可能，更适用于未来载人探索任务。更大型的发动机将利用“小型核火箭发动机”(SNRE)中的具体研究成果。</p><p align="center"> </p><p>　　20世纪60年代，NASA在“用于火箭应用的核动力发动机”项目(Nerva)中研制了SNRE。</p><p>　　在Rover/Nerva 的研究基础上，16700磅发动机将作为首选。为SNRE设计的35英寸(约0.9米)长的反应堆燃料元件，也可以用于16700磅发动机，该装置仅比7500磅发动机略长，但能提供两倍以上的动力。</p><p>　　NASA分析还显示，3台相同的大型演示验证发动机组合，可支持可重复使用的月球货运、载人登陆和小行星勘探任务。</p><p>　　使用核动力火箭发动机，太空旅行时间将大幅削减。博罗夫斯基表示，当前，渐进式火星任务将把飞行时间降至9个月(250-270天)，但若使用核热火箭甚至更小的发动机，前往火星将只需要6个月，返回地球所需时间也在6个月内。</p><br />