能源利用

在近地轨道上，空间站这类大型航天器依靠数块大面积太阳翼提供电能补给，然而在更加遥远黑暗的深空中，“太阳神的光辉”却难以抵达，因此航天器开展深空探秘旅程之前，有必要准备好更稳定可靠的能源，比如核动力。

核动力航天器想象图

核反应堆可以在太空中任何位置发电，黑暗酷寒环境并不妨碍其运行。核反应堆还能够长期可靠地发电，使用寿命高达数十年，相当于在深空探索的过程中搭建了移动发电站，让航天器体验动力澎湃。

需要注意的是，核动力推进方式根据原理不同，可分成3种：核电推进、核爆推进和热核推进。它们各有短长，热核推进颇受青睐。

核电推进方式必须先将核能转化为电能，再对化学推进剂氙或氪进行电离，专用推进器将离子喷出，从而产生推力。很显然，经过能量多重转化后，核电推进提供的推力略小，也不能摆脱对化学推进剂的依赖。

核爆推进方式过于激进了，相当于直接向航天器后方不断扔出“核弹”，尽管理论上能够推动航天器极快飞行，但过于危险，又难以避免大量辐射污染，只好“坐冷板凳”。

热核推进是利用核裂变能量加热液体，使其成为高温高压气体，定向喷出，从而获得巨大推力，驱动航天器。不难看出，其能量产生原理和地面核电站、核动力舰船类似，相当于把地球上已应用成熟的核动力技术移植到航天器上，更稳定可靠。总体来说，热核推进具有功率高、比冲大、寿命长、不受外界环境干扰等优点。

传统上，载人航天器不适合使用核动力，毕竟核燃料的放射性潜在危害不容忽视。为此，美国宇航局正在研发核动力太空飞船，采用了新技术妙招。

据悉，美国未来核推进航天器拟采用核反应堆加热液氢，将其变成氢等离子体，并通过喷嘴产生推力，理论上有望在4个月内完成地球到火星之旅，这将比传统的化学能驱动节约近一半时间。此外，由于航行时间缩短且间接利用核反应堆能量，航天员受到的辐射量也会明显减少。

如果担心火星之旅中未知因素太多，美国宇航局还计划在月球上安装10千瓦级核电站，与月球着陆器集成在一起，长期支持其工作。

航天器核动力创新仍未停步。近日，据公开报道称，我国兆瓦级超小型液态金属冷却空间核反应堆电源取得进展，有望助力探索遥远的深空。未来，随着航天器核动力进一步应用，人类的航天梦想将“插上翅膀”，飞得更远。

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