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美核裂变发动机研制获突破,理论可提供数百年电力

来源:环球科学大观       发布时间 : 2018-05-11 22:12:25 发表评论

若人类想继续突破地心引力限制,向更深的太空进发,航天动力系统一定是首要考虑的问题。最新,NASA开创性地完成了新型深空核动力系统的测试,并取得了令人意想不到的佳绩。这一突破被指有望成为未来人类征服太空的关键性技术,更是NASA改变游戏规则发展 (GCD)计划中的重要一环。

改变游戏规则:美核裂变发动机研制获突破,理论可提供数百年电力

最新的核动力系统(Kilopower)研发耗资2000万美元,利用浓缩铀裂变产生的巨大热量来驱动发电,理论上这种技术无需依赖于太阳即可以提供数百年稳定的电力。这一系统的核心是高度浓缩铀,被承载于一个由氧化铍制成的2米高反应器中(斯特林转换器)。反应器顶部则是一个巨大的圆形散热器,用以排出多余的热量。

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为了证明Kilopower的性能,科学家制造了一个迷你级的KRUSTY原型机,并在800℃的温度下成功连续运行28小时。

 

在俄亥俄州美国宇航局格伦研究中心举行的一次会议上,Kilopower的首席科学家Marc Gibson透露了今年早些时候在内华达沙漠进行的测试结果,KRUSTY的表现超出了所有人的预期!KRUSTY生产的电力高达1000W,研发团队指出,利用现有系统可轻松扩展至10000W,而未来进行月球和火星任务的设计值可能达到40000W。

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在此之前,虽有部分航天器已经依靠核燃料提供自身,如放射性同位素热核发电机(RTGs),它依靠钚-238的衰变提供能量,但这种核动力系统的最大功率至今无法突破1000W。而对Kilopower而言,1000W仅仅是其最低功率,只要任务需要,最高甚至可以扩展到兆瓦级。

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此外,RTGs一旦进程开始就无法停止,这意味着向外太空发射航天器时必须在地面就开启其动力系统,这存在很大的核安全隐患。而Kilopower可以在太空任务期间随时启动,大大提升了发动机的机动性与安全性。

 

随着Kilopower项目测试的顺利进行,该团队的科学家表示已经不再需要进一步的地面演示,下一步将获取审批并在太空中实际测试Kilopower系统的性能,这一任务将在未来18个月内择机开启。

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近年来,美国宇航局不断在空天领域拓宽视野与实力,这无论对月球还是火星探索都是非常有力的技术支持。Kilopower核动力系统造价低廉、易于实施且相比传统的太阳能可以获取更多的能量,如果人类想要在地外深空进行更长时间的探索,Kilopower将是非常得力的帮手以助我们征服太空…



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