可助力电磁武器发展,已进行超30年

“今日俄罗斯”电视台网站发布了题为《‘革命性的成果’:俄罗斯航天发动机的独一无二性何在》的文章,现将文章摘要如下:

  中国核动力航天器进行时

近期,俄罗斯完成了对核动力推进装置冷却系统的测试,此类发动机是用以进行星际飞行的未来航天器的最重要部件之一。接受测试的部件包括液滴发生器、液压收集器、辐射冷却设备模型的测试样本。高效冷却系统的出现将为核动力推进装置的研发扫清几乎所有障碍。首台核动力推进装置的功率为1兆瓦,不过,未来可以提升10倍。专家认为,俄罗斯学者的上述成就不啻为对俄科学及经济发展作出的重大贡献。下文将对这一技术的前景展开分析。

  作为中国航天领域下一个需要集中突破的领域,核飞船的成败可能影响中国人在未来空间开拓中的地位

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  《瞭望东方周刊》记者吴铭/北京报道

图为核动力航天飞船想象图

  根据2014年中俄之间的一系列频繁交往,并以乌克兰等地缘争端为背景,俄罗斯战略和技术分析中心专家瓦西里·卡申日前发表文章认为,中俄军技合作方面或出现新的涉及更为敏感领域的维度与视角,比如核潜艇的设计与建造,乃至“中方感兴趣的航天器核反应堆技术”。

俄政府采购网站上发布了相关的验收证书,称俄学者已成功测试了核动力推进装置的冷却系统。文中强调,“工作已全部完成,结果符合技术任务的要求”,“在地面上所营造出的最接近于太空环境的条件下,未来的核动力推进装置冷却系统的零部件的运作规律已被摸清”。

  “核动力航天器”这个关键词,显示了中国人对于航天探索的更远大计划。

从文中可以得知,专家们研制并测试了液滴发生器、液压收集器、辐射冷却设备模型的测试样本。

  中国空间技术研究院研究员、“嫦娥三号”总设计师孙泽洲对《瞭望东方周刊》说:“从技术发展上来讲,如果以后要对比如木星这些距离太阳更远的行星进行探测,完全依靠太阳能不太现实,这时对空间核动力的应用就会有比较大的需求。”

文章称,液滴辐射冷却装置的研发单位为俄联邦国家单一制企业“克尔德什研究中心”、莫斯科航空研究所航天技术中心、能源火箭太空公司和莫斯科能源研究所。

  中国的核动力航天器研发计划,自上世纪70年代至今已超过30年。如今,它正在进行对应用的最后准备

核动力推进装置未来完成星际飞行的航天器所使用的动力设备,能够将飞行速度提升数倍。依靠这种新发动机,俄罗斯便能展开对月球、火星、太阳系遥远行星的研究,并在其上建立自动化基地。

  中国需要核动力飞船

莫斯科大学斯科别利岑核物理科研所专家瓦西里·彼得罗夫告诉“今日俄罗斯”电视台:“核动力推进装置的工作原理如下——经压缩的核反应堆产生热能,借助涡轮机转化为电能,供应离子电喷气发动机和其他设备。”

  此前在2013年12月初发射的“嫦娥三号”,并没有像早前人们预料的那样使用核电池。

全球首例

永利皇宫app ,  孙泽洲说,在“嫦娥三号”的论证过程中,也对是否使用核电池进行过详细分析和论证,但最终没有使用,“只是使用了同位素热源,也就是核热源。”

文章认为,现有航天发动机在运转过程中所产生的低品位热能,会损害机载仪表,通常是经过有液态载热剂循环流动的预制板散热器的管道,排入太空当中。这样的冷却系统体积庞大,而且对陨石撞击束手无策。

  所谓核电池又叫“放射性同位素电池”,它主要通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断放出的具有热能的射线转变为电能。而热源只提供热能。

俄罗斯学者发明了一种全新的散热机制。借助振荡发生器,辐射冷却设备喷射出滴束状的、由氦和氙两种化学元素混合而成的载热剂,将它们发射至太空中,进行冷却,而后通过液压收集器回收它们,再输送至冷却系统的工作室内。类似技术不必使用管道,令冷却系统更加轻省。

  核电池体积小,硬币大小就可以具有比普通化学电池上百万倍的效能。自上世纪60年代开始,美国在“阿波罗”等计划中就使用了核电池,2012年抵达火星的“好奇号”火星车上的核电池,据称可以使用14年。

彼得罗夫指出:“俄罗斯学者对冷却系统的成功测试表明,他们终于解决了核动力推进装置研发进程中至关重要的问题。因为核动力装置存在一个极大的先天不足——它的温度过高。如果说在地球上还能用水冷却,太空中则不存在这样的可能性。”

  2004年,中国原子能科学研究院正式启动航天用同位素电池研发,2006年研制出中国第一颗同位素电池。

研发核动力推进装置的倡导者是俄罗斯科学院技术物理问题分院院士、“克尔德什研究中心”的前任总经理阿纳托利·科罗捷耶夫。多列扎利能源技术科研和设计研究所为项目研发的领衔机构。

  不过,与真正的空间核反应堆相比,核电池无论从技术还是应用来讲,都已经比较成熟。

在2010年启动的运输能源模块项目框架内,便包含有核动力推进装置的研发内容。由俄罗斯原子能公司和俄罗斯国家航天公司携手推进相关工作。根据俄总统下属的现代化委员会的安排,兆瓦级核反应堆的测试版应当在2018年岁末前打造完毕。俄罗斯原子能公司也在相关材料中提到,这一项目在全球是没有先例的。

  目前对于中国研发空间核反应堆的最权威消息,来自2009年国家能源局能源节约和科技装备司的信息:中国于20世纪70年代开始空间核反应堆的研究工作,后一度中止。

曾于2004至2011年担任俄联邦航天署署长的阿纳托利·佩尔米诺夫,曾于2009年10月在现代化委员会的会议上强调:“这一项目若是付诸使用,我们能够在现有的成果储备基础上,将国家的技术水平提升至全新层次,大幅领先于其他国家。”

  “九五”期间,空间核反应堆研究被列入总装备部预先研究项目,由原子能院和空间技术研究院共同承担,完成了空间核反应堆概念设计。

此前,多列扎利能源技术科研和设计研究所总设计师、技术学博士尤里·德拉古诺夫指出,核动力推进装置的成功研发,是基于自上世纪60年代以来,在打造核能火箭发动机和热电装置时在各类太空技术的应用过程中所积累的宝贵经验。按他的估算,首台核动力推进装置的功率为1兆瓦。

  “十五”起,中国人开始了空间核反应堆初步设计和关键技术攻关,在设计技术、制造技术、试验技术以及安全研究等方面均取得一定突破。目前项目处于从技术设计到施工设计的过渡阶段,正进行设备和部件的研制和单项试验。

然而,正如他所说,在不久后的将来,俄罗斯便能制造出10兆瓦的发动机,“这意味着为开发太空供应能量几乎是没有限制的”。在他看来,未来核动力推进装置的能量转换效率会更高,因为反应堆产生的热能将无需用于给气态混合物加温。

  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。

文章认为,在研发过程中,位于波多利斯克的俄联邦国家单一制企业即“射线”科学生产联合企业,是全球首个掌握了使用高熔点金属(钼、钨、钽、铌)以及合金生产单晶体管的工业技术的企业。这一发明可以帮助俄罗斯研发能在1500摄氏度条件下正常工作的发动机。

  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。

“需求极广的成果”

  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。

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