11月13日消息, 如果美國宇航局想要更快到達火星, 那就要解決許多火星任務帶來的問題, 比如危險的輻射, 太空食物儲備和幽居病 (因長期離群獨居而引起的憂慮, 煩躁等情緒) 等等. 但是目前的化學燃料火箭無法幫助我們快速實現這一目標, 於是一群工程師開始重啟一台1972年就熄火的發動機進行研究.
化學燃料燃燒所提供的能量能夠將宇航員送上月球, 但是藉助這種火箭技術前往火星將是一個漫長的旅程. 儘管探索核裂變技術的研究能夠追溯到上世紀50年代, 但是這種引擎從未真正飛起來過. 今年8月份, 美國宇航局宣稱與原子能公司BWXT簽訂了一份1880萬美元的協議, 來為熱核推進系統 (NTP) 設計燃料和反應堆, 而這項新火箭技術有可能開啟太空探索的新紀元.
美國宇航局馬歇爾太空飛行中心NTP項目的主要負責人Michael Houts稱: 'NTP的強大力量將讓我們實現快速的火星往返旅行, 而且有可能幫助我們打造出更加先進的系統. ' NTP火箭發射所產生的推力足以達到化學燃料火箭的兩倍. NTP火箭不藉助氧氣燃燒燃料, 而是使用核裂變反應堆作為火爐, 加熱液態氫並且排出氫氣作為推力.
火箭從推進系統獲得推力的大小主要取決於它向後噴射粒子的速度. BWXT公司參與代工的一位研究人員Vishal Patel稱: '熱核推進系統能夠讓你更快的達到火星, 它的速度幾乎是目前火箭的兩倍. 我們希望能將前往火星所花費時間縮減到3~ 4個月. '
與其它使用反物質或者核聚變的推進系統計劃不同, 研究人員一直在考慮核裂變火箭技術的可行性. 這一技術的具體研究開始於1955年原子能委員會的漫遊者項目 (比建立NASA還早了3年) , 項目以NERVA火箭原型為基礎, 但後來由於縮減開支在1972年停止了研發進程. 在那時美國宇航局已經暫停生產阿波羅18-20號飛船和土星5號運載火箭. NTP技術在上世紀80年代末和90年代初的太空核熱推進項目 (SNTP) 中得到短暫的複活, 但是這個項目同樣在飛行測試之前就耗光了投資.
BWXT公司NTP項目負責人John Helmey稱: '關鍵在於之前在NERVA火箭上的研究數據得到很好的記錄, 我們並不是從零開始. 我們是在當時研究的基礎上進行的研究. ' 在合同約定內, BWXT將致力於燃料原件和反應堆芯的概念設計, 而現在這項研究面臨多項挑戰.
BWXT公司NTP項目首席工程師Jonathon Witter稱, 首先核測試的條例已經變更. 引擎排氣中潛在的放射性意味著工程師們不能讓氫氣排放到大氣中. BWXT公司計劃在美國宇航局斯坦尼斯航天中心測試一種新方法, 讓氫氣與氧氣結合成更容易收集的水. 初期的小規模實驗將使用非放射性氫氣來測試這種尾氣收集方法, 這樣未來核測試過程中產生的放射性尾氣就能夠用現成的技術收集起來.
據Witter稱, 工程師們也在對燃料原件進行重新設計, 採用新材料環繞鈾燃料微粒. 由於火箭效能也與溫度有關, BWXT公司預計陶瓷和鎢材料能夠讓火箭在較高溫度下實現更好的運行. 此外NERVA項目使用的是90%高濃縮鈾, 在今天已經達到了武器級別. BWXT的設計將使用低於20%的高濃縮鈾, 使其限制在低濃縮鈾的範圍之內. Patel稱, 低濃縮鈾能夠讓非政府組織參與到這一項目當中, 它有可能改變遊戲規則. 但是太空核技術的失敗曆史不太可能讓美國宇航局在初期的火星任務中獲得成功.
Houts稱: 'NTP是幾大先進的推進技術之一, 科學家們也提出了許多使用化學燃料和電推動的設計. ' 最近在密西根大學打破記錄的電力推進系統原型的研發人員Scott Hall稱: '我很樂意看到這些技術進入太空, 但是這些想法無法很快得到實現. 樂觀的講可能需要15年, 事實上更可能需要50年. 核動力推進將與電力推進一樣, 進展十分緩慢但充滿潛力和美好的前景' .
