參加國際原子能機構活動的專家表示，未來的太空任務可能會通過核技術開辟新的選擇。

火星過境棲息地和核推進系統(tǒng)的插圖(圖片：NASA)

國際原子能機構副主任米哈伊爾·楚達科夫說：“核技術長期以來一直在突出的太空任務中發(fā)揮著至關重要的作用，但未來的任務可能會依賴核動力系統(tǒng)進行更廣泛的應用——我們通往恒星的途徑貫穿原子。”一般的。

他在 IAEA 虛擬活動上發(fā)表講話——用于空間的原子：用于空間探索的核系統(tǒng)——有來自 66 個國家的 500 人參加。

“未來的載人行星際任務幾乎肯定需要性能水平大大超過當今最好的化學發(fā)動機的推進系統(tǒng)，”美國宇航局前首席項目工程師威廉·埃姆里奇說。

北京航天器系統(tǒng)工程研究所的杜輝引用中國空間技術研究院的一項研究說：“對于需要高電力輸出的太空任務，例如載人火星任務或太空渡輪，基于裂變反應堆的電力系統(tǒng)可能是一個非常有競爭力的選擇。”

有哪些核電選擇?

一種選擇是核熱推進 (NTP)，即核裂變反應堆加熱液體推進劑(如氫氣)，將其轉化為氣體，通過噴嘴膨脹以提供推力并推動航天器。與傳統(tǒng)的化學火箭相比，這可以將前往火星的旅行時間縮短多達 25%。

另一種選擇是核電推進 (NEP)，其中反應堆的熱能轉化為電能。這種方法的推力較低但連續(xù)，燃料效率更高，速度更快，可以將傳統(tǒng)化學火箭的火星旅行時間縮短 60%。

未來可能的核聚變火箭的研究工作正在進行中，該火箭將具有直接聚變驅動器(DFD)，可將聚變反應中產(chǎn)生的帶電粒子的能量直接轉化為推進力。

正在開發(fā)聚變火箭概念的普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)公司副總裁斯蒂芬妮·托馬斯說：“DFD 可以產(chǎn)生比其他系統(tǒng)高幾個數(shù)量級的特定功率，從而減少行程時間并增加有效載荷，從而使我們能夠到達深空目的地要快得多。”

核能在太空中的其他用途呢?

除了為火箭提供推力外，船上還需要電力，核反應堆也可用于為宇航員提供電力，以進行擴展探索任務或在其他星球上的長期社區(qū)。

“美國宇航局的優(yōu)先重點仍然是設計、建造和展示低濃縮鈾裂變表面動力系統(tǒng)，該系統(tǒng)可廣泛應用于月球表面計劃以及我們最終與人類一起前往火星的任務，可擴展到 100 千瓦以上的功率水平，并且已經(jīng)推進 NEP 系統(tǒng)需求的潛力，”美國宇航局空間核技術組合經(jīng)理 Anthony Calomino 說。

通用原子全球公司首席執(zhí)行官維韋克·拉爾 (Vivek Lall) 表示：“使用核裂變反應堆進行多年連續(xù)的連鎖反應，對于太空推進和地外地表動力來說都是不可避免的。”

聯(lián)合國也一直在考慮安全問題

太空中的核技術問題以及可能用于各種目的并可能被商業(yè)實體和民族國家使用的問題是聯(lián)合國外層空間事務辦公室科學和技術小組委員會會議審議的問題。

由英國和歐洲航天局編寫的提交給和平利用外層空間委員會的工作文件指出，自 2010 年以來，該小組委員會的工作組在“促進在外層空間安全使用核動力源應用方面取得了成功”對使用此類應用程序感興趣的國家”。

但它補充說，“國際空間部門正在發(fā)展……私人商業(yè)實體對空間核動力源的使用感興趣，并開始提出并參與空間核動力源的開發(fā)和使用”。

“在長期人類裝置的框架內(nèi)，未來可能使用核反應堆引發(fā)了許多與安全相關的新問題。”

它提議建立一個國際論壇，以“收集和交流有關新參與者(包括商業(yè)實體)開發(fā)和使用太空核動力源的計劃和項目的信息”。

在本月早些時候的一次會議后發(fā)表的一份報告草稿中，小組委員會還補充說：“有人表示，各國有責任確保在外層空間使用核動力源嚴格用于和平目的，完全避免將任何攜帶核武器或任何其他類型的大規(guī)模殺傷性武器的物體放置在地球軌道上，以及不惜一切代價避免將此類武器放置在天體上以及以任何其他形式在外層空間放置武器。 "

它補充說：“小組委員會歡迎一些國家和一個國際政府間組織正在制定或考慮制定關于在外層空間安全使用核動力源的法律和監(jiān)管文書，同時考慮到《原則》的內(nèi)容和要求。與外層空間使用核動力源和外層空間 核動力源應用安全框架有關，該 框架由小組委員會和國際原子能機構聯(lián)合制定。”