12月26日消息,据外媒报道称,NASA近期正与多家公司和机构进行沟通,计划开发由核裂变与核聚变作为动力的星际飞船,目标是在2035年前让核动力飞船飞向火星。

科学家们对核火箭的设想由来已久,在上世纪四十年代的一系列计划中,化学火箭会先将飞船发射至地球之外,再由核动力火箭持续驱动飞船在星球之间穿行。

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从持久性的角度来看,核反应堆能将液态氢加热至2430℃,其每单位质量核燃料所提供的动力是化学燃料的8倍,在它的驱动下,飞船可以在宇宙中航行更长时间。此外,在飞船到达目的地时,核反应堆所释放的能量还能有效推动系统转换到电力驱动,不管是飞船日常运行还是向地球发送讯息都能得到很好的保障。

不过,目前核动力飞船在安全性上还尚未做到最优解。武器级、高浓缩铀的核火箭确实能提供巨大的推力,但安全性能不够强大;若是使用商业核电厂的低浓度铀,又无法有效适应高温与高浓度氢的环境(在这种环境下,低浓度铀容易分解)。

为此,NASA已经在与几家公司合作解决问题,而且其中两家公司已经提出了方案。西雅图核安全技术公司(USNC-Tech)试图在铀燃料微粒上覆盖微型陶瓷涂层,再将其置于碳化锆基体中。USNC-Tech工程总监Michael Eades声称,这种解决方案能让铀燃料浓度保持在20%的情况下,降低安全风险。

位于弗吉尼亚州的另一家公司——BWX Technologies则希望设计出陶瓷复合燃料形式,或是研究出可以在金属基质中燃烧的替代燃料。此外,他们还通过在燃料块中散布氢化物元素来控制反应速度,这也能增加核动力飞船的安全系数。

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和BWX或是USNC-Tech不同,来自普林斯顿的科学家们则另有打算。他们认为,与其在裂变堆技术上不断内卷,不如跨上一步直接采用聚变堆。普林斯顿等离子体物理实验室的Samuel Cohen表示,他们正在着手制造新反应堆,原理是利用高温等离子体中的氘原子和氦-3 产生聚变。

“新的燃料融合方式被采用后,不仅所需化学原料的量会变少,反应设备的体积也会缩小到原来的千分之一大小。”Samuel Cohen说。