宇宙對(duì)于人類來說算是非常浩瀚的地區(qū),但人類的科技目前就連太陽(yáng)系這個(gè)后花園都還出不去,可以說是非常難受了,人類目前只能靠著燃料飛行才能夠前往另一個(gè)星球,但實(shí)際上在很久以前就曾經(jīng)出現(xiàn)過可能縮短我們宇宙飛行時(shí)間的技術(shù)。
傳統(tǒng)的化學(xué)火箭的工作原理是點(diǎn)燃某種可燃化學(xué)物質(zhì),將廢氣從火箭尾部噴嘴排出。利用牛頓的第三定律,即對(duì)各力量有同樣的反響,火箭受到來自排放氣體的反方向的推力,進(jìn)而被發(fā)射。
我們用傳統(tǒng)的化學(xué)火箭訪問火星,首先從地球進(jìn)入近地軌道。然后,在正確的時(shí)間發(fā)射火箭,逐漸向上軌道。經(jīng)過8個(gè)月的飛行,直到我們新橢圓軌道與火星交叉。
這就是所謂的霍曼轉(zhuǎn)移,這是我們所知道的最有效的太空旅行方法。使用最小的推進(jìn)劑進(jìn)行最大有效載荷。當(dāng)然,問題是必要的時(shí)間。在旅途中,宇航員會(huì)消耗食物、水、空氣,長(zhǎng)時(shí)間處于深空輻射中。然后,返回任務(wù)使對(duì)資源的需求倍增,輻射的負(fù)荷成為倍。
核火箭
所以我們需要加快速度。這50年間,NASA考慮化學(xué)火箭的替代品,即核熱火箭。他們確實(shí)加速了火箭的宇宙旅行,不過,也有自己的風(fēng)險(xiǎn)。這個(gè)為什么到現(xiàn)在還沒有采用哪些呢?
1961年,美國(guó)宇宙局和原子能委員會(huì)共同研究了原子能推進(jìn)(NTP)的概念。這是華納·馮·布貸款(Werner von Braun)創(chuàng)始的。他希望人類任務(wù)在20世紀(jì)80年代借助核火箭的動(dòng)力飛向火星。這個(gè)沒有發(fā)生。但是,他們確實(shí)進(jìn)行了一些成功的核試驗(yàn),證明了這是可行的。
核火箭的動(dòng)作原理與傳統(tǒng)的化學(xué)火箭相似,不過,作為動(dòng)力利用大理石的大小的鈾燃料球核分裂的過程等,放出大量的熱。這個(gè)把一個(gè)氫加熱到2500℃,然后以很高的速度從火箭尾巴排出。能得到非常高的速度?;鸺耐菩行适腔瘜W(xué)火箭的兩倍到三倍。不得不是科學(xué)界沸騰起來。化學(xué)火箭來火星還記得8個(gè)月嗎?一個(gè)原子能火箭將去火星的時(shí)間縮短一半,最后到達(dá)火星的時(shí)間可能就只是100天的時(shí)間而已。這意味著宇航員的消耗資源較少,輻射負(fù)荷也較低。
另一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)?shù)厍蚝突鹦菦]有完全排列整齊時(shí),核火箭的強(qiáng)有力的推力能順利推進(jìn)任務(wù)。如果使用化學(xué)火箭,錯(cuò)過正確的時(shí)間要等兩年,核火箭可以提供額外的推力來解決延遲問題。因此,核火箭無論在動(dòng)力上,還是在續(xù)航能力上,都比傳統(tǒng)的火箭具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。未來火箭的新方式。當(dāng)然,根據(jù)這個(gè)放射性物質(zhì)被驅(qū)動(dòng)的火箭也有風(fēng)險(xiǎn)。
1955年,羅斯阿拉莫斯科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的“漫游者”項(xiàng)目開始了首次核火箭實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵的進(jìn)展是將核反應(yīng)堆小型化,安裝在火箭上。在今后的幾年里,工程師們建造了十幾個(gè)不同的大小和輸出的核反應(yīng)堆進(jìn)行了測(cè)試。
隨著漫游計(jì)劃的成功,美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航空局(NASA)將目光轉(zhuǎn)向人類前往火星的任務(wù),按照阿波羅登月器(Apolo著陸器)登月。由于距離和飛行時(shí)間,他們可以確定核火箭的能力將成為關(guān)鍵任務(wù)。但是,核火箭并不是沒有風(fēng)險(xiǎn)的。飛機(jī)中的核反應(yīng)堆對(duì)宇航員來說是小的放射線源。這是由于飛行時(shí)間減少而抵消的。宇宙本身是巨大的放射線受害,持續(xù)性的銀河宇宙輻射破壞宇宙飛行員的DNA。
20世紀(jì)60年代末,美國(guó)國(guó)家航空宇宙局(NASA)設(shè)立火箭搭載機(jī)應(yīng)用原子能發(fā)電項(xiàng)目(Nuclear Egine for Rocket Vehicle Appliation program,簡(jiǎn)稱NERVA),開發(fā)載人火星核火箭技術(shù)。
他們?cè)趦?nèi)華達(dá)州沙漠試驗(yàn)了更大、更強(qiáng)的核火箭。當(dāng)時(shí)的環(huán)境法因?yàn)楸痊F(xiàn)在寬敞得多,直接向大氣中排放了高速氫,不過,1973年這個(gè)項(xiàng)目被關(guān)閉了。此后,沒試驗(yàn)過核武器的箭。
但是,最近技術(shù)的進(jìn)步使原子能熱的推進(jìn)更有魅力。1960年代,他們唯一能使用的燃料源是高濃縮鈾。但是,現(xiàn)在的工程師們認(rèn)為他們可以用低濃縮鈾解決問題。它可以測(cè)試更多的火箭設(shè)施,使這項(xiàng)研究更加安全。另外,更容易捕獲排放氣體中的放射性粒子,并適當(dāng)處理。這降低了使用該技術(shù)的整體成本。
或許在未來人類真的只能夠靠著反推力火箭來在宇宙中進(jìn)行漫游吧,又或者說未來人類研發(fā)出了光速引擎這種存在,或許人類就不會(huì)在需要化學(xué)反推力火箭了,那么屏幕前的你對(duì)此有什么不同的看法嗎?
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