參加國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)活動(dòng)的專家表示，未來(lái)的太空任務(wù)可能會(huì)通過(guò)核技術(shù)開辟新的選擇。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)副主任米哈伊爾·楚達(dá)科夫說(shuō)：“核技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直在突出的太空任務(wù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但未來(lái)的任務(wù)可能會(huì)依賴核動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行更廣泛的應(yīng)用——我們通往恒星的途徑貫穿原子。”一般的。
他在 IAEA 虛擬活動(dòng)上發(fā)表講話——用于空間的原子：用于空間探索的核系統(tǒng)——有來(lái)自 66 個(gè)國(guó)家的 500 人參加。
“未來(lái)的載人行星際任務(wù)幾乎肯定需要性能水平大大超過(guò)當(dāng)今最好的化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)，”美國(guó)宇航局前首席項(xiàng)目工程師威廉·埃姆里奇說(shuō)。
北京航天器系統(tǒng)工程研究所的杜輝引用中國(guó)空間技術(shù)研究院的一項(xiàng)研究說(shuō)：“對(duì)于需要高電力輸出的太空任務(wù)，例如載人火星任務(wù)或太空渡輪，基于裂變反應(yīng)堆的電力系統(tǒng)可能是一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇。”
有哪些核電選擇?
一種選擇是核熱推進(jìn) (NTP)，即核裂變反應(yīng)堆加熱液體推進(jìn)劑(如氫氣)，將其轉(zhuǎn)化為氣體，通過(guò)噴嘴膨脹以提供推力并推動(dòng)航天器。與傳統(tǒng)的化學(xué)火箭相比，這可以將前往火星的旅行時(shí)間縮短多達(dá) 25%。
另一種選擇是核電推進(jìn) (NEP)，其中反應(yīng)堆的熱能轉(zhuǎn)化為電能。這種方法的推力較低但連續(xù)，燃料效率更高，速度更快，可以將傳統(tǒng)化學(xué)火箭的火星旅行時(shí)間縮短 60%。
未來(lái)可能的核聚變火箭的研究工作正在進(jìn)行中，該火箭將具有直接聚變驅(qū)動(dòng)器(DFD)，可將聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的帶電粒子的能量直接轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力。
正在開發(fā)聚變火箭概念的普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)公司副總裁斯蒂芬妮·托馬斯說(shuō)：“DFD 可以產(chǎn)生比其他系統(tǒng)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的特定功率，從而減少行程時(shí)間并增加有效載荷，從而使我們能夠到達(dá)深空目的地要快得多。”
核能在太空中的其他用途呢?
除了為火箭提供推力外，船上還需要電力，核反應(yīng)堆也可用于為宇航員提供電力，以進(jìn)行擴(kuò)展探索任務(wù)或在其他星球上的長(zhǎng)期社區(qū)。
“美國(guó)宇航局的優(yōu)先重點(diǎn)仍然是設(shè)計(jì)、建造和展示低濃縮鈾裂變表面動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于月球表面計(jì)劃以及我們最終與人類一起前往火星的任務(wù)，可擴(kuò)展到 100 千瓦以上的功率水平，并且已經(jīng)推進(jìn) NEP 系統(tǒng)需求的潛力，”美國(guó)宇航局空間核技術(shù)組合經(jīng)理 Anthony Calomino 說(shuō)。
通用原子全球公司首席執(zhí)行官維韋克·拉爾 (Vivek Lall) 表示：“使用核裂變反應(yīng)堆進(jìn)行多年連續(xù)的連鎖反應(yīng)，對(duì)于太空推進(jìn)和地外地表動(dòng)力來(lái)說(shuō)都是不可避免的。”
聯(lián)合國(guó)也一直在考慮安全問(wèn)題
聯(lián)合國(guó)外層空間事務(wù)辦公室科學(xué)和技術(shù)小組委員會(huì)的一次會(huì)議審議了太空中的核技術(shù)問(wèn)題，以及可能用于各種目的和可能由商業(yè)實(shí)體以及民族國(guó)家使用的問(wèn)題。
由英國(guó)和歐洲航天局編寫的提交給和平利用外層空間委員會(huì)的工作文件指出，自 2010 年以來(lái)，該小組委員會(huì)的工作組在“促進(jìn)在外層空間安全使用核動(dòng)力源應(yīng)用方面取得了成功”對(duì)使用此類應(yīng)用程序感興趣的國(guó)家”。
但它補(bǔ)充說(shuō)，“國(guó)際空間部門正在發(fā)展……私人商業(yè)實(shí)體對(duì)空間核動(dòng)力源的使用感興趣，并開始提出并參與空間核動(dòng)力源的開發(fā)和使用”。
“在長(zhǎng)期人類裝置的框架內(nèi)，未來(lái)可能使用核反應(yīng)堆引發(fā)許多與安全相關(guān)的新問(wèn)題。”
它提議建立一個(gè)國(guó)際論壇，以“收集和交流有關(guān)新參與者(包括商業(yè)實(shí)體)開發(fā)和使用太空核動(dòng)力源的計(jì)劃和項(xiàng)目的信息”。
在本月早些時(shí)候的一次會(huì)議后發(fā)表的一份報(bào)告草稿中，小組委員會(huì)還補(bǔ)充說(shuō)：“有人表示，各國(guó)有責(zé)任確保在外層空間使用核動(dòng)力源嚴(yán)格用于和平目的，完全避免將任何攜帶核武器或任何其他類型的大規(guī)模殺傷性武器的物體放置在地球軌道上，以及不惜一切代價(jià)避免將此類武器放置在天體上以及以任何其他形式在外層空間放置武器。 "
它補(bǔ)充說(shuō)：“小組委員會(huì)歡迎一些國(guó)家和一個(gè)國(guó)際政府間組織正在制定或考慮制定關(guān)于在外層空間安全使用核動(dòng)力源的法律和監(jiān)管文書，同時(shí)考慮到《原則》的內(nèi)容和要求。與外層空間使用核動(dòng)力源和外層空間 核動(dòng)力源應(yīng)用安全框架有關(guān)，該 框架由小組委員會(huì)和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合制定。”
