谁能告诉我核能在太空中的应用

谁能告诉我核能在太空中的应用
谁能告诉我核能在太空中的应用

谁能告诉我核能在太空中的应用
核能推进——把核反应炉搬上太空
核能推进是利用核反应产生的能量加热工质或产生等离子体高速喷射产生推力.从理论上讲,原子核反应的能量密度是化学反应能量密度的上百万倍,这种高能量密度使核能推进成为大推进技术的理想选择.
早在20世纪60年代,美国就制定了利用核能制造大型航太运载工具的研究.虽然反应堆的尺寸、重量和形式都适合於运载火箭,但研究发现除了昂贵的投资经费外,主要是因为核火箭发动机的喷气射流严重污染发射台设备及其周围环境,所以这种核推进系统还不会用於运载火箭第一级的动力,至今无法实际应用.但由於核火箭发动机的大功率、高效率,如果用於大气层外火箭飞行,很适合於行星际探测任务.2003年1月,美国制订的新太空政策中提出了利用核动力推进太空船探索火星的“普罗米修斯计划”,大力加强了核能推进的研究.同样,欲发展地面先进的、大推力、高推重比且可用於单级入轨的大型运载系统,应优先考虑发展核能推进技术.
美国的登月计划就有核动力火箭的参与,推动登月飞船的是土星号运载火箭,它有35层楼房那样高.然后,由太空运输船将燃料箱运往太空,并一一挂在核动力火箭上.带足燃料的核动力火箭,载着宇航员离开地球轨道,飞向遥远的星球,然后模仿登月航行,派登陆舱在外星体上着落.在完成考察任务后返回等候在轨道上的母船,对接后重返地球轨道.核动力火箭在地球轨道和遥远星球之间往返运行,长期肩负星际航行的任务,无需返回地面.核火箭用的发动机是靠核燃料裂变时产生的巨大热能,将推进剂加热到极高温度（4000℃以上）.推进剂因而获得动能,以极高速度从尾部喷出,从而推动火箭高速飞行.由于核燃料体积小、发热量大,核火箭可做到重量轻、体积小,化学燃料火箭根本不能与它抗衡.
传统推进技术是利用化学能将运载器送入预定空间轨道和实现航天器在轨机动的技术,主要是指液体和固体化学推进.从1926年美国人戈达德研制成以液氧/汽油为推进剂的液体火箭发动机至今,化学推进已经有近80年的发展历史,目前其理论体系和应用技术基本成熟,发射基地和地面测控系统等配套设施健全.化学推进最突出的特点是可以提供大推力,一直以来是航天领域使用最多的推进技术,而且在可预见的将来仍是重要的航天推进技术.
新世纪以来,随着人类利用和探索宇宙空间的范围和深度大大拓展,各国竞相出台新太空政策,人类又掀起了新一轮以深空探测为标志的太空探索热潮,而传统的化学推进已经无法满足未来空间探索特别是深空探测的需要.它最主要的不足是能量密度低,目前单纯依靠化学推进来提高喷气速度加速航天器的方法,已经接近了极限.由于能量密度低,利用化学推进需要携带大量的燃料.目前液体和固体火箭发动机所携带的燃料,要占到总重量的90%以上,而有效载荷只占1%~1.5%,将1千克的载荷送入轨道的费用达上万美元.同时,现在的运载工具需要有2~3级火箭持续加速才能将航天器送入轨道,这样就导致了化学推进效费比低、系统可靠性降低等.化学推进需要消耗大量燃料,且不能将航天器加速到足够的速度,这是无法满足深空探测要求的.
新型推进技术是相对传统的化学推进技术而言的,是指航天推进基本原理或能源方式不同于化学推进的非化学推进.目前,世界各国正在竞相研究各种新型推进技术,以满足未来太空探索的需要.
核能推进——把核反应堆搬上太空
核能推进是利用核反应产生的能量加热工质或产生等离子体高速喷射产生推力.从理论上讲,原子核反应的能量密度是化学反应能量密度的上百万倍,这种高能量密度使核能推进成为大推进技术的理想选择.
早在20世纪60年代,美国就制定了利用核能制造大型航天运载工具的研究.虽然反应堆的尺寸、重量和形式都适合于运载火箭,但研究发现除了昂贵的投资经费外,主要是因为核火箭发动机的喷气射流严重污染发射台设备及其周围环境,所以这种核推进系统还不会用于运载火箭第一级的动力,至今无法实际应用.但由于核火箭发动机的大功率、高效率,如果用于大气层外火箭飞行,很适合于行星际探测任务.2003年1月,美国制订的新太空政策中提出了利用核动力推进太空船探索火星的“普罗米修斯计划”,大力加强了核能推进的研究.同样,欲发展地面先进的、大推力、高推重比且可用于单级入轨的大型运载系统,应优先考虑发展核能推进技术.