2013年12月,作为一项公开的科研成果,在中国空间技术研究院502所和北京空间飞行器总体设计部合作的“863”课题“核动力航天器总体技术和安全研究”中,顺利完成了“空间大功率核电推进方案”研究工作。资料图:科学家设想的核动力宇宙飞船对木星进行探索。
当时公布的计划是“2015年完成地面试验,2020年定型,2025年发射百千瓦级核反应堆试验星”,进行在轨演示验证,掌握超大功率空间核反应堆电源技术。
2013年12月,作为一项公开的科研成果,在中国空间技术研究院502所和北京空间飞行器总体设计部合作的“863”课题“核动力航天器总体技术和安全研究”中,顺利完成了“空间大功率核电推进方案”研究工作。
这个课题组提出了载人火星飞船的核动力系统方案,并对核动力飞船在火星的起降进行了设计与优化。
孙泽洲称,中国目前完全具备火星探测能力,包括运载火箭发射能力、测控能力等多个方面。
他进一步分析说,即将研制成功的“长征五号”可以胜任近地小行星、金星、木星的环绕探测;可以支撑火星的无人着陆探测,但对于火星的采样返回,则需要比“长征五号”运载能力更大的火箭。
孙泽洲认为,未来15年内中国会有对木星的探测规划。而在未来10年内,对核动力航天技术的需求会更加迫切。
同时,他强调,空间核应用的安全性应排在第一位。“一旦发射任务出现问题,要确保不出现核泄漏。”
核科学与技术专家、中科院院士陈达同样认为,空间核应用安全问题非常重要。“苏联的核能航天器就曾掉下来过,人们就遭殃了。”他对《瞭望东方周刊》说。
资料图:NERVA 核能火箭发动机。
诸多难题待解
美国、苏联的核动力航天器曾多次发生意外,尤为著名的是苏联的核动力卫星“宇宙—954”、“宇宙—1402”的核反应堆与母体脱离后,助推级发生故障,没能把反应堆送入预定轨道。
1978年1月24日,“宇宙—954”的放射性残骸散落在加拿大北部的无人冻土带,放射性物质污染了地表,加拿大政府评估损失达1200万美元。
携带核动力装置的苏联雷达侦察卫星“宇宙—1402”在1982年12月28日失去控制,好在核动力部分后来在南大西洋中间阿森松岛西南上空进入稠密层时烧毁。
陈达说:“国际上一些国家在做空间核动力应用方面的研究,也不是一帆风顺的,这比较复杂。”
空间核反应堆带来的大问题体现在核反应、核辐射对航天器启动、调控、刹车等方面的影响。
尤其对于未来的核动力飞船而言,需要解决核反应堆的设计、制造、控制、冷却、辐射屏蔽、排气污染、高效率热电转换等一系列技术难题。
特别是核反应堆产生的辐射对宇航员的健康会构成很大威胁,这就需要飞船必须对核辐射进行屏蔽保护,确保宇航员和船载货物不受辐射以及来自反应堆高热的影响,但这样将大大增加探测器的重量。
陈达说,空间核应用过程中,核反应衰变不存在问题,但在真空、超低温的环境下,对核反应材料、能量输送材料有很高的要求。
中国已经进行了几十年的核能研究,为航天核动力研究作了不少铺垫,“太空中核动力应用比地面上复杂很多,问题是多方面的,主要包括材料问题、技术问题、转换方式问题、新的组建的问题等多方面问题。具体表现在比如怎样把核能转换为电能。”他说。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/