核动力火箭,30天到达火星.docx

核动力火箭，核动力火箭，30 天到达火星天到达火星2015 年 02 月 24 日 最近，国外媒体报道，美国宇航局的工程师正计划建造核裂变装置，以作为宇宙飞船的主要动力，科学家认为，如果我们使用核动力火箭飞往火星，只需要 30 天时间在很多人的眼中，核能最成熟的运用就是核电站，那么，只能发电的反应堆，又是如何用 在火箭上的呢？并非新鲜事物并非新鲜事物核动力火箭，并非现在才提出来的新概念早在 20 世纪初，得知居里夫妇提炼出放射性元素镭之后，俄国航天之父齐奥尔科夫斯基就预言：“一吨重的火箭只要用一小撮镭，就足以挣断与太阳系的一切引力联系 ”后来，美国还在紧锣密鼓研制第一颗原子弹时，曼哈顿计划的主要领导者之一，有原子弹 之父的费米，就给那些正在研制原子弹的科学家说，你们除了研制原子弹，也不要忘了研究以核作为动力的可行性最后，美国人和苏联人还真是上马了核动力飞机的计划，1957 年，美国人又开始了核火箭的研制——猎户座核火箭计划猎户座核火箭计划猎户座核火箭计划这是一个现在看来相当疯狂的计划，即使出现在科幻小说中，也会给人一种异想天开的感 觉，因为它是采用原子弹爆炸的方式给火箭提供动力，具体原理是这样的。

使用一颗颗小当量原子弹在火箭尾部相继爆炸，火箭后面安装一个推进盘，吸收爆炸的冲 击波以推动火箭前进猎户座核火箭升空示意图其升空过程就像海洋里的水母，一下一下的，每扔掉一颗原子弹，火箭就向上窜出一段距 离根据设想，在起飞阶段，每秒引爆一颗 100 吨 TNT 当量的小型原子弹，当火箭到达一定速度和高度后，引爆速率下降到每 10 秒一枚，由于已经远离地面，此时引爆的是 2 万吨当量的核弹研究人员现场实验照片研究人员使用常规炸弹实验照片另一个对环境更友好的方式是，先用多根火箭把飞船升到一定高度，然后再尽情地抛出核 弹用常规火箭升空猎户座核火箭发射过程显然，使用小当量核弹爆炸以提供动力，这能达到极高的速度1958 年，美国核科学家泰勒设想，如果在大气层外每颗原子弹的爆炸当量为 2000 吨 TNT，那么引爆 50 颗这样的原子弹后，飞船的最大速度可达 70 千米/秒核火箭在外太空前进简单示意图现在回过头去看，猎户座核火箭计划实在是过于疯狂，但在当时的环境下，其实也是可以理解的从 1945 年 7 月 16 日美国进行世界上首次核试验到 1989 年底，各国共进行了 2000多次核试验这其中，美、苏两国核试验次数约占总数的 80％。

既然都进行那么多次核试验了，而且还是大当量的，那么用很多小当量核弹发射火箭又有 何不可呢？另外，猎户座核火箭计划还有一个在那时听上去很美好的借口：把美苏巨大核武库中 的核材料充分利用起来，为人类探索宇宙做贡献1963 年， 《禁止在大气层和外层空间进行核试验条约》生效，猎户座核火箭计划也随之走到了终点热核火箭热核火箭跟疯狂的“猎户座核火箭”比起来，热核火箭对环境的破坏要小得多它是在火箭上安装一个小型反应堆，利用反应堆产生的高温，通常是 3000k 左右，接着利用高温加热液态氢，液态氢被反应堆加热后，体积急剧膨胀，从火箭尾部喷出，产生反推力核热火箭具有推力大、比 冲高、可多次启动等优点热核火箭的工作原理跟常规火箭发动机相似，唯一不同的是，热核火箭用核反应堆取代了 液体火箭中的化学燃烧热核火箭简单示意图如图中所示，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，给涡轮泵提供动力热核火箭之所以选用氢，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热核推进技术的研究，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1967 年 12 月 1 日，美国内华达州，第一个地面实验核火箭发动机组装NERVA 热核火箭发动机测试场景因为耗资巨大，而 NASA 的 1969 年预算又遭到了国会的削减，种种困难下，热核火箭项目在 1972 年被中止核电火箭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SMART-1”上的离子发动机然而，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。

从木星开始，天空中的太阳看上去视角就已经很小了，利用太阳能不现实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。