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美國科學(xué)家:載人登陸火星,可能要用核動力火箭
最后更新: 2021-02-25 22:51:08【文/觀察者網(wǎng) 陳思佳】今年2月,中國、美國、阿聯(lián)酋的火星探測器陸續(xù)接近火星,這又引起了一些美國科學(xué)家對載人登陸火星的暢想。但這些美國科學(xué)家認(rèn)為,現(xiàn)在的條件不足以支持火星登陸,至少得用上核動力才行。
據(jù)美國全國公共廣播電臺(NPR)2月24日報(bào)道,美國國家科學(xué)院核動力研究小組主席、獨(dú)立航天顧問羅杰·邁爾斯(Roger Myers)與他的同事近日發(fā)表了一份報(bào)告,稱核動力火箭很可能是載人登陸火星項(xiàng)目的“核心技術(shù)”。
NPR報(bào)道截圖
邁爾斯指出,載人登陸火星任務(wù)需要考慮到很多因素,尤其需要考慮抵達(dá)火星需要的時(shí)間、在火星上停留的時(shí)間、飛船返回的可靠性等問題。他認(rèn)為,解決這些問題的關(guān)鍵就在于盡可能縮短地火往返時(shí)間,“盡可能快地完成飛行任務(wù)”,而這需要足夠的燃料支持。
他的研究小組經(jīng)估算后認(rèn)為,以現(xiàn)有的條件,即使最簡單的一趟火星登陸之旅,也需要消耗約1000噸推進(jìn)劑,而這會帶來一大堆麻煩:如此多的推進(jìn)劑必須得用幾十個(gè)火箭來助推,這既昂貴又危險(xiǎn);若要減少返回地球的推進(jìn)劑消耗,宇航員可能需要在火星待上近500天,等待合適的時(shí)機(jī)。
因此邁爾斯和他的小組認(rèn)為,核動力可能是一個(gè)更優(yōu)選擇,它可以用更少的燃料和更短的時(shí)間完成火星任務(wù),甚至直接利用核動力發(fā)動機(jī)的推力借助引力彈弓效應(yīng)回到地球,這同時(shí)也將把宇航員在火星表面停留的時(shí)間縮短至一個(gè)月。
基于這些觀點(diǎn),他向NASA提議加大核動力火箭的研究投入?!叭绻覀兿胍?039年實(shí)現(xiàn)載人登陸火星,就必須大幅增加核動力火箭的研究資金?!边~爾斯說。
美科技企業(yè)“超安全核能公司”發(fā)布的核動力飛船假想圖
目前,核動力火箭主要有兩種構(gòu)想:一種是核熱火箭,利用核反應(yīng)堆的熱量將液氫加熱后噴出,產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流;另一種則是核電推進(jìn)火箭,利用核反應(yīng)堆的電能驅(qū)動另一種電推進(jìn)器。
不過這兩種構(gòu)想實(shí)現(xiàn)起來還存在很多困難。報(bào)道稱,美國國家科學(xué)院的研究指出,第一種構(gòu)想需要開發(fā)足夠承受反應(yīng)堆高溫的材料和防止燃料泄露的氫儲存系統(tǒng),而第二種構(gòu)想需要解決反應(yīng)堆的熱量問題,如何設(shè)計(jì)火箭以合理整合推進(jìn)器和電力系統(tǒng)也是個(gè)難題。
美國關(guān)于核動力火箭的構(gòu)想最早可以追溯到上世紀(jì)50年代和60年代。據(jù)NPR介紹,當(dāng)時(shí)一個(gè)叫做“原子能委員會”機(jī)構(gòu)的科學(xué)家提出了一些核動力火箭的構(gòu)想,并與NASA合作開發(fā)原型機(jī)。但該項(xiàng)目最后于上世紀(jì)70年代初被取消。
上世紀(jì)美國的核動力火箭試驗(yàn),美國國家檔案館視頻資料截圖
如今核動力火箭的研究又被美國重新提上日程。根據(jù)NASA去年12月的公告,現(xiàn)在NASA正在推進(jìn)對兩種核動力火箭方案的研究,并將與美國能源部和國防部合作開發(fā)相關(guān)技術(shù)。美媒還提到,一些美國科技公司也在積極研究核動力火箭。
盡管核動力火箭研發(fā)困難重重,但在航天領(lǐng)域后來居上的中國對這個(gè)領(lǐng)域也早已有了規(guī)劃。2018年3月,中國航天科技集團(tuán)第六研究院院長劉志讓在接受中國新聞網(wǎng)采訪時(shí)曾說,他們正聯(lián)合中國核動力相關(guān)研究設(shè)計(jì)單位,開展空間核動力方案論證和關(guān)鍵技術(shù)研究工作,后續(xù)將形成核熱、核電等多種方案。
劉志讓表示,中國航天人的目標(biāo)是:2040年前后實(shí)現(xiàn)核動力空間穿梭機(jī)的重大突破。
盡管載人登陸火星還有很長的路要走,但各國對于火星的探索從未停止。在2020年的火星探測窗口期,中國、美國、阿聯(lián)酋先后發(fā)射了火星探測器。美國的“毅力號”已于2月19日在火星著陸,并錄下首段來自火星的聲音;“希望號”是阿聯(lián)酋首個(gè)火星探測器,它于2月9日成功進(jìn)入環(huán)火軌道,并發(fā)回了火星照片。
中國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器于2月24日成功實(shí)施第三次近火制動,進(jìn)入近火點(diǎn)280千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)5.9萬千米、周期兩個(gè)火星日的火星停泊軌道。探測器將在停泊軌道上繞行約3個(gè)月,環(huán)繞器7臺載荷將全部開機(jī)開始科學(xué)探測。探測器設(shè)備將對預(yù)選著陸區(qū)地形地貌、沙塵天氣等進(jìn)行詳查,為擇機(jī)著陸火星做好準(zhǔn)備。
本文系觀察者網(wǎng)獨(dú)家稿件,未經(jīng)授權(quán),不得轉(zhuǎn)載。
- 責(zé)任編輯: 陳思佳 
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