美國“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船想象圖
據俄羅斯衛星網(wǎng)1月18日報道，按照俄聯(lián)邦太空計劃2016年至2025年的相應規劃，俄羅斯將于2025年之前完成核動(dòng)力太空飛船的制造和飛行試驗準備。從上世紀50年代開(kāi)始，美國和蘇聯(lián)/俄羅斯都曾在利用核動(dòng)力探索太空領(lǐng)域方面付出艱辛努力，盡管再三遭受挫折，但“癡心不改”。
“喪心病狂”的“獵戶(hù)座”計劃
人類(lèi)利用核動(dòng)力探索太空的夢(mèng)想由來(lái)已久。美國曼哈頓計劃的主要領(lǐng)導者之一費米曾向核科學(xué)家建議說(shuō)，除了研制原子彈，也不要忘了研究以核作為動(dòng)力的可行性。當人類(lèi)真正掌握了核能之后，“夢(mèng)想成真”的興奮在上世紀50年代催生出一大批核動(dòng)力“怪獸”，包括美國克萊斯勒TV-8核動(dòng)力坦克、可在天空不間斷飛行的蘇聯(lián)圖-119和美國NB-36H核動(dòng)力戰略轟炸機……但這其中最讓人膛目結舌的當屬美國的“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船計劃。
此時(shí)正值美蘇剛開(kāi)始太空爭霸，但使用化學(xué)能的傳統火箭推力有限，無(wú)法滿(mǎn)足載人登月甚至登陸火星的需求。而同樣重量的核燃料釋放的能量是化學(xué)燃料的數百萬(wàn)倍，在當時(shí)“一切向核看”的風(fēng)氣下，使用核能作為太空飛船的推進(jìn)動(dòng)力應運而生。1958年，“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船計劃正式啟動(dòng)，它竟然是采用原子彈爆炸的方式提供前進(jìn)動(dòng)力。按照設想，該飛船足有60層樓高，起飛重量高達1萬(wàn)噸，攜帶有數百枚小當量原子彈。發(fā)射時(shí)，飛船向后方拋出一枚原子彈并引爆，利用爆炸的沖擊波推動(dòng)飛船前進(jìn)。每拋下一次原子彈，飛船就被推動(dòng)一次，如同水母向后噴水前進(jìn)一樣反復加速。根據美國著(zhù)名核科學(xué)家泰勒的推算，如果每顆原子彈的爆炸當量為2000噸TNT，只需要引爆50顆原子彈，飛船就可加速到每秒7萬(wàn)米。正是依靠這種用傳統化學(xué)燃料火箭不可能達到的巨大推力，“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船只要125天就能將航天員送到火星。
“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船如今聽(tīng)起來(lái)有些“喪心病狂”，但在當時(shí)美蘇頻繁核試驗的背景下倒顯得并不過(guò)分。在美國防先進(jìn)研究項目局的資助下，該項目用常規炸藥模擬核爆炸試驗，證明這種推動(dòng)模式的確可行。從表面看，“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船不存在明顯的技術(shù)缺陷，針對起飛階段原子彈爆炸會(huì )造成核污染的問(wèn)題，美國科學(xué)家還建議先用大型火箭把飛船推出大氣層，然后再盡情地拋出核彈。然而1963年美蘇《禁止在大氣層、外層空間和水下進(jìn)行核試驗條約》的簽署給了核飛船項目致命一擊，再加上此時(shí)美國航天局力推阿波羅登月計劃，“獵戶(hù)座”最終無(wú)疾而終。
蘇聯(lián)RD-0410核火箭發(fā)動(dòng)機。
美蘇核火箭“生不逢時(shí)”
盡管過(guò)于異想天開(kāi)的“獵戶(hù)座”核動(dòng)力飛船胎死腹中，但核能的明顯優(yōu)勢讓美蘇對它的熱情絲毫未減，并相繼推出對環(huán)境破壞小得多的核熱火箭。它的原理是在火箭上安裝一個(gè)小型反應堆，利用反應堆產(chǎn)生的熱能將推進(jìn)劑加熱到很高的溫度，然后將高溫高壓的推進(jìn)劑從噴管高速?lài)姵?，產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力。
從1959年到1972年，美國對核熱火箭投以極高的熱情，并在內華達州核試驗場(chǎng)進(jìn)行了多達23次核火箭測試。阿波羅載人登月計劃成功后，美國更大膽選擇1963年開(kāi)始研制的NERVA核熱火箭發(fā)動(dòng)機作為“土星五號”巨型火箭的新一代主發(fā)動(dòng)機，承擔起美國上世紀80年代登陸火星的夢(mèng)想。
然而就在雄心勃勃的大功率核熱火箭發(fā)動(dòng)機開(kāi)始測試時(shí)，阿波羅登月計劃遭到尼克松政府大幅裁減，將更多的宇航員送上月球和載人火星計劃更是被無(wú)限期推遲。1972年，已無(wú)用武之地的NERVA項目黯然下馬。
相比美國，蘇聯(lián)在核火箭發(fā)動(dòng)機領(lǐng)域走得更遠。早在1950年，蘇聯(lián)就開(kāi)始研發(fā)核熱火箭推進(jìn)技術(shù)。1965年，鑒于在載人登月領(lǐng)域已經(jīng)落后，蘇聯(lián)轉而將注意力集中在登陸火星上，決定研制大推力核熱火箭發(fā)動(dòng)機，并修建了完整的配套測試設施。美國取消載人登陸火星后，蘇聯(lián)評估認為，只需要15年時(shí)間，劃時(shí)代的核熱火箭發(fā)動(dòng)機就將具有實(shí)用價(jià)值，因此仍咬牙堅持發(fā)展。從1970年到1988年，蘇聯(lián)共進(jìn)行過(guò)30次核熱火箭發(fā)動(dòng)機的模擬試驗，均取得成功，并研制了推力3.5噸的RD-0410和70噸的RD-0411兩種核發(fā)動(dòng)機。然而蘇聯(lián)解體后的動(dòng)蕩讓這些成果失去意義。1994年俄羅斯徹底放棄核火箭發(fā)動(dòng)機，據稱(chēng)很大部分相關(guān)研究資料后來(lái)被美國獲得。
核動(dòng)力衛星因事故被叫停
美蘇很早就利用核電源作為深空探測器和衛星的主能源。美國發(fā)射的“先驅者”10號探測器、“旅行者”1號探測器以及木星和土星探測器都使用核電源。蘇聯(lián)則在1967-1982年發(fā)射了多顆用核反應堆作為電源的偵察衛星。按設計，一旦衛星壽命到期，核反應堆艙段將與主體分離，由火箭推到更高軌道運行600年。
這段時(shí)間堪稱(chēng)核動(dòng)力衛星的黃金時(shí)期，然而接連的事故摧毀了人們的信心。1978年1月24日，蘇聯(lián)“宇宙954”號核動(dòng)力衛星發(fā)生故障，核反應堆艙段未能升高而自然隕落，未燃盡的帶有放射性的衛星碎片散落在加拿大境內，對周邊10萬(wàn)平方公里的地區造成輻射污染，蘇聯(lián)國際形象也因此大損。正當蘇聯(lián)與加拿大就賠償問(wèn)題討價(jià)還價(jià)時(shí)，1983年1月“宇宙1402號”核動(dòng)力衛星再次發(fā)生類(lèi)似故障，幸運的是核反應堆艙段在南大西洋上空再入大氣層時(shí)完全燒毀。然而此事的惡劣影響讓蘇聯(lián)和美國都徹底放棄了核動(dòng)力衛星。
美俄新航天計劃仍鐘情核動(dòng)力
進(jìn)入21世紀后，癡心不改的美國和俄羅斯再次提出用核能探測太空的計劃。2003年，美國航天局啟動(dòng)“普羅米修斯”項目，研發(fā)核反應堆驅動(dòng)的新型電離子推進(jìn)器，為前往木星的探測器提供動(dòng)力，僅2005年該計劃就獲得4.3億美元的資金。但此后美國航天局的研究計劃轉向重返月球，而前往月球并不需要核動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)，該計劃也因此擱淺。
2009年10月28日，俄聯(lián)邦航天局局長(cháng)佩爾米諾夫曾宣布將在2018年研制核動(dòng)力載人飛船，以縮短飛往火星的時(shí)間。如今新的時(shí)間表被推遲到2025年，但對于俄羅斯是否有足夠的研制經(jīng)費，外界仍持懷疑態(tài)度?！?/p>
