
科學(xué)家設(shè)想的下一代火箭將采用核動(dòng)力,至少會(huì)在燃料使用上有革命性的突破
科學(xué)家之所以堅(jiān)信宇宙中還存在其他生命,是因?yàn)榈厍蛏显S多的惡劣環(huán)境下都發(fā)現(xiàn)了微生物痕跡,比如最近國際海洋生物普查了超過20萬種生物構(gòu)成的海洋家園,引人注目的是,其中有部分生命存在于極端深度區(qū)域,那里曾經(jīng)被認(rèn)為不可能具備適合生命的條件(比如溫度)。此外,近日南極鉆探小組也在冰封的遠(yuǎn)古地下湖泊中發(fā)現(xiàn)了DNA熒光信號(hào)。盡管人類誕生于海洋,但是我們對(duì)最黑暗、最冷、極端缺氧環(huán)境中隱藏的生命還知之甚少。
對(duì)太陽系內(nèi)其他行星的生命環(huán)境探索,真正意思上說是最近才開始,在21世紀(jì)初期和中期,有多項(xiàng)雄心勃勃的地外生命探尋計(jì)劃將實(shí)施。然而,許多計(jì)劃都依賴于航天等技術(shù)的進(jìn)步,從某種程度上看,有些行星登陸計(jì)劃甚至在未來很長時(shí)間內(nèi)依然停留在理論階段。行星際航行的突破在于動(dòng)力系統(tǒng),科學(xué)家設(shè)想了多種新型發(fā)動(dòng)機(jī),其中包括了核聚變、反物質(zhì)推進(jìn)系統(tǒng),認(rèn)為這些是行星際探索的先進(jìn)動(dòng)力形式。但是要研制此類革命性發(fā)動(dòng)機(jī)按目前的技術(shù)依然不可行,唯有離子推進(jìn)器已經(jīng)在為數(shù)不多的探測器上使用,比如NASA的黎明探測器、日本的隼鳥探測器等。
到目前為止,人類最遠(yuǎn)只到達(dá)過月球,超出地月系統(tǒng)的載人飛行具有極高的風(fēng)險(xiǎn)性,傳統(tǒng)的化學(xué)能火箭被認(rèn)為不合適用于長距離、大載荷的行星際任務(wù)。采用傳統(tǒng)的化學(xué)能火箭執(zhí)行月球之旅需要3天左右,航程為37萬公里左右,相比之下前往土星的航程將達(dá)到12億公里,很顯然傳統(tǒng)的化學(xué)能火箭無法逾越這道“鴻溝”,按照目前的航天技術(shù),深空探測的研究完全可以取得新的進(jìn)展,現(xiàn)代科技實(shí)力可以研究出行星際航行的動(dòng)力系統(tǒng),比如熱核火箭。
已經(jīng)流傳半個(gè)多世紀(jì)的核動(dòng)力火箭或?qū)⒆兂涩F(xiàn)實(shí),事實(shí)上,美國前總統(tǒng)肯尼迪在1961年發(fā)表完著名的登月演講(阿波羅計(jì)劃)后,就表示支持核裂變火箭的研制項(xiàng)目,即火箭飛行器用核引擎。該項(xiàng)目論證了使用裝備核動(dòng)力引擎的火箭作為未來空間飛行運(yùn)載工具的可行性。在20世紀(jì)中期,火箭飛行器用核引擎計(jì)劃成功通過了地面測試,證明這種推進(jìn)方式是安全且有效率的,可以將有效載荷送入太陽系外圍空間進(jìn)行探索。不幸的是,自從取得成功后,該項(xiàng)目的進(jìn)展就很緩慢,空間利用核動(dòng)力系統(tǒng)似乎是一頭被“誤解的怪獸”。
熱核火箭是科學(xué)家下一步打造的未來動(dòng)力,至少可將探測器或者人類送往土衛(wèi)六或者火星,甚至更遠(yuǎn)的星球。當(dāng)然,現(xiàn)在人類已經(jīng)成功地將探測器送往木星、土星,由于化學(xué)燃料火箭的限制,攜帶的有效載荷較少。這些探測器的重量較小,如果要向土衛(wèi)六發(fā)射探測器,化學(xué)能火箭的燃料攜帶量將成為一個(gè)制約性的問題。傳統(tǒng)的化學(xué)能火箭主要通過氫氣和氧氣等燃料的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生推動(dòng)力,這種發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率是有限的,相比之下,熱核火箭可以獲得更大的驅(qū)動(dòng)速度,推進(jìn)劑的消耗量也較少。(Everett)
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