NASA研究先进的核火箭技术

忙里偷闲

[据澳大利亚每日航天网站2013年1月10日报道]

将人类安全送往火星及太阳系其他目的地极富挑战，NASA先进推进技术研究团队在这方面又向前迈进了一步。通过利用位于NASA马歇尔航天飞行中心的创新性试验设设施，研究人员能够使用非核材料模拟替代热核火箭燃料，这类燃料能够将具有探索精神的新任务探测器推进至火星及以远的轨道空间。

NASA核低温推进级段团队正在开展一项为期3年期项目，旨在演示验证核推进系统技术能力。核动力火箭发动机是利用核反应堆把氢加热到极高温度后，通过喷管膨胀喷出产生推力。核火箭发动机能产生更大推力，其效率是常规化学火箭发动机的两倍多。

该团队近期通过NASA马歇尔航天飞行中心的热核环境组分模拟器（NTREES）对多种用于热核火箭燃料组分的材料进行逼真的无核试验。

在一个真实的核反应堆中，燃料组分本应该包括铀，但在NTREES试验中没有使用放射性元素材料。这种燃料由一种石墨混合物和一种金属陶瓷混合物组成。NASA和美国能源部的有关研究项目曾研究过这两种材料。
核动力火箭概念并不是一项新概念。美国从1955年到1973年间就开展过相关研究和重要的地面试验，验证核推进系统的能力，但在载人火星任务延期后，相关试验随即停止。

NTREES设施设计用于在流动的高温液氢中测试燃料组分及其材料，试验时压力达到每平方英寸1000磅，温度达到2760摄氏度。这种试验条件与天基核推进系统的工作条件类似，将为NASA研究团队提供关键的基线数据。

NASA马歇尔中心核系统项目经理表示：这是一项关键的试验，能减少先进推进技术的风险和成本。第一代核低温推进系统可能比常规航天器更能有效地将人类送往火星，减少人类暴露于太空辐射的风险。该推进系统还能将大量货物和科学有效载荷运送到太空。第一代核推进系统的进一步研究和使用能为发展极其先进的推进技术和系统提供基础。

基于先前的成功研究成果和使用NTREES设施，NASA能安全、彻底地试验各种尺寸的模拟核燃料组分，为未来核低温推进级段的设计提供重要试验数据。一个核低温上面级（液氢推进剂）在所有任务阶段中应确保安全，在航天器进入安全轨道前不能启动。在进入安全轨道启动系统前，核系统应保持低温，没有裂变产物引发核事故，确保辐射在安全水平内。

核低温推进级段项目是先进探索系统计划的一部分，该计划由NASA人类探索与运行任务部管理，美国能源部也参与了该计划。该计划关注于人类在深空中的安全及有关任务运行，寻求使用新方法快速研发样机系统，演示验证关键能力，并验证运行概念。