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五角大樓 : 4年內發射核火箭 NASA : 預計2035年 用核能太空旅行|核火箭|核動力火箭|核熱推進|NTP|NASA|DARPA|馬克時空 第26期

馬克時空 Mark Space
最近美國軍方傳出推進核動力火箭的消息,核動力火箭是什麼?美國國防部高級研究計劃局(DARPA)近日挑選3家公司,藍色起源、洛克希德-馬丁和通用原子公司來研發核動力太空推進系統。DARPA的第一階段研發合同,就是被稱為「敏捷月球行動示範火箭」(DRACO)的項目,目標是在2025年將火箭送入近地軌道。NASA目標在2035年,通過「核動力火箭」快速往返火星與地球。 0:00 美國軍方推進核動力火箭 1:05 什麼是核熱推進 2:43 NERVA計劃 4:58 現在的核熱發動機的進展 6:19 深空探索航天器的核反應堆 ** 什麼是核熱推進 核熱推進,就是利用核裂變產生的熱量,把推進劑加熱到兩千度以上,推進劑膨脹並以極快的速度從噴嘴噴出。目前,美國測試的都是以液態氫氣做推進劑。 核裂變是由較重的原子,主要是指鈾或鈽,分裂成較輕的原子的一種核反應或放射性衰變反應。當裂變材料,如鈾-235,在受人為控制的條件下發生核裂變時,核能就會以熱的形式被釋放出來。 ** NERVA計劃 洛斯阿拉莫斯實驗室在1952年開始研發核動力火箭。1955年,勞倫斯-利弗莫國家實驗室的副主任找到了一個方法得以大幅度減輕反應爐重量使得項目提速,之後該項目開始被稱之為「流浪狗計劃」。 1966年2月,NASA開始了NERVA NPX引擎系統的測試,整個測試的目標是:論證在沒有外部能源的情況下啟動和重啟引擎的可行性;評估啟動、關機、冷卻以及重啟情況下控制系統的特性;研究系統在過載運行下的穩定性;研究引擎部件,尤其是反應爐在多次穩定和瞬間重啟下的耐用性。 NASA和太空核動力辦公室認為「測試表明核動力火箭適合太空飛行任務,而且比衝(推進劑效率)是傳統化學火箭發動機的兩倍。」NERVA引擎的表現證明了它可以勝任NASA正在計劃中的火星任務。 ** 現在的核熱發動機的進展 那麼為什麼時隔四十多年,核動力火箭發動機再次受到重視了呢? 這是因為現在的太空武器需要更強勁和工作時間更長的動力系統,還需要更多的電力,現有的動力系統無法滿足這種需求。另外現代設計的核熱發動機使用更安全的低濃縮鈾,在起飛時也不會有放射性,反應堆只有在火箭安全進入太空後才會開啟。此外,即使它真的失效後掉出軌道,也不會馬上落回大氣層,會在太空中漂浮很長時間,放射性會衰減。 核動力系統在太空飛行時,可以為航天器提供動力,而在抵達目的地之後,還可以用來發電,解決遙遠星球上的能源需求。就像最近受到關注的火星,美國最近發射的毅力號火星車就使用了放射性同位素熱電池來供電,而不是依靠太陽能電池。 ** 深空探索航天器的核反應堆 目前美國有兩家公司正在開發用於太空飛行的核動力反應堆,這和陸地上的核電站反應堆的概念有很大不同。要使核火箭獲得足夠的推力,過去NERVA的試驗中需要用武器級別的高濃縮鈾,而商業發電廠使用的則是低濃縮鈾燃料,使用起來比較安全。 總部在西雅圖的超安全核技術公司(USNC-Tech),開發了被稱為「全陶瓷微膠囊」的核燃料,使用的鈾燃料濃縮度低至20%以下,而且鈾燃料顆粒還被分散在特殊的微型陶瓷塗層上,形同一個個微型陶瓷膠囊,不僅能顯著降低擴散的風險,還可以將放射性裂變副產品留在微膠囊裡面,同時讓熱量散發出去。 總部位於維吉尼亞州林奇堡的BWX技術公司,正在研究使用類似陶瓷複合燃料的設計,同時也在研究一種包裹在金屬基體中的替代燃料形式。 這兩家公司開發的都是核裂變反應堆,而普林斯頓電漿物理實驗室正在開發一種核聚變反應堆。雖然,理論上核聚變反應堆的性能可能遠遠超過核裂變反應堆,因為核聚變反應釋放的能量是後者的四倍。然而,這項技術還不成熟,面臨著一些挑戰,包括如何產生電漿,以及有效地控制能量釋放。 相比之下,超安全核技術公司已經製作出了小型核熱發動機原型。將在2027年之前製造出最終產品一半大小的示範系統。然後是生產出可以用於探索火星的實際動力系統,這個系統可以很好地推動2035年的人類探索火星任務。 #核動力火箭 #核動力 #核火箭 #核能 #核反應堆 #核熱推進 #太空探索 #DARPA #NASA #NTP #馬克時空 - 歡迎大家追蹤馬克時空FB、Telegram 👉🏻 🚀 馬克時空FB:https://www.facebook.com/馬克時空-Mark-Space-104329048322968 🛰 馬克時空Telegram:https://t.me/markspacechannel​​ - 五角大樓 : 4年內發射核火箭 NASA : 預計2035年 用核能太空旅行|核火箭|核動力火箭|核熱推進|NTP|NASA|DARPA|馬克時空 第26期
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