『壹』 人类为啥需要核动力火箭核动力火箭的优势是什么
从世界上第一个支火箭发射至今,我们会发现其实现代火箭的速度并没有比多年前进步多少。但是在浩瀚遥远的太空里,更快的火箭能够帮助我们更快地到达目的地,甚至能载人到更遥远的星际去旅游,当然这是后话了。然而,随着载人登火星计划不断提上日程,科学家也不断在思考,究竟要如何来提高火箭的速度。事实上,有一个答案,但是似乎令人有一点恐惧,那就是核火箭。我们先来看一个带核反应堆卫星的故事和一个核动力电池的故事。
既然核动力系统看起来这么吸引人,为什么仍然没有实现呢?
尚未实现的原因主要有两点,第一是受到法律法规的影响,核能火箭升空的审批异常的复杂;第二点是研究经费不足,因为更多的研究经费仍用在传统燃料的研究之上。
而且核能伴随的安全问题是非常值得警惕的。
小结:将反应堆带上太空曾被证明过是一件后果非常严重的事情,但是人类为了追求更快更强,在确保飞行员的健康安全和更快的研究成果的情况下,还是很有可能会坚持去研究核动力的火箭。虽然核动力火箭的优越性非常的凸显,但是它也存在一些重大的安全隐患问题。你觉得现在研究核能火箭还为时尚早吗?你支持这种研究吗?
『贰』 为什么没有核动力火箭
核动力火箭,
第一大拦路虎是散热,在真空中只能采用辐射散热,效率低下而且需要巨大的体积和重量,而散热能力不足又严重的限制了核反应堆的总功率。目前的技术条件下,10Mw以上的核反应堆搬上太空就需要挑战热力学极限了。
第二大问题是功率密度不足。举个栗子说,现在大推力火箭发动机上的涡轮泵(还不是发动机本身)的功率就足够推动一艘航空母舰,而能够推动一艘航空母舰的核反应堆有多大?实际上目前技术条件下,核反应堆的功率密度是远远小于火箭发动机的。或者说要产生同样的推力,核火箭会比化学能火箭重几百到几千倍。也正因为如此,核火箭的推力是不足以克服地球重力的,因此在地球上是飞不起来的。只能用于在失重的地球轨道上通过慢慢加速积累速度。
第三大问题是比冲不高,一般核热发动机的比冲大概只有800s,而煤氧发动机真空比冲可以达到360s,氢氧发动机可以达到460s。如果如果采用高比冲的电离子发动机,则最高可以达到4000s以上,但是电离子发动机本身的功率密度还远低于核反应堆。相比之下,吸气式发动机(如爆震发动机)的比冲可以达到1500s~4500s,作为起飞级远比核发动机有优势。
第四大问题是环保。现在以中国和美国的发射频率平均一年失败一次属于正常水平,但如果每年从天上掉下来一个核反应堆~~~
在可预见的将来,合理的空天运输体系其实是这样的:
首先用电磁弹射器,将空天飞机弹射到2倍音速左右,这样就能让它直接启动冲压发动机而不需要用涡喷或涡扇发动机起飞。
第二步使用液氢燃料的冲压发动机一直工作到20倍音速左右,并达到大气层顶部。
第三步,高超音速的空天飞机拉起跃升,进入弹道飞行。在弹道飞行的过程中用一个小推力的火箭发动机逐步加速,直到环绕速度并入轨。如果技术成熟,这一阶段可以使用核热发动机。
这时飞行的第一个主要阶段已经完成。下一个阶段因为已经处于失重状态,所以一般卫星可以使用太阳能动力和大比冲小推力的电离子发动机用于转移轨道。
但是对宇宙飞船来说,地球附近存在两个辐射带,如果宇宙飞船长时间滞留在这里,宇航员会死得很快的,所以应该使用推力相对较大的核热发动机快速进入高地球轨道,之后才能使用高比冲的电离子发动机飞往火星。
关于核聚变。目前核聚变还在实验室阶段,至少超托卡马克这个路线已经确定能够走通,但是到2030年地面上能够达到实用就不错了,太空是不敢想的。而且核聚变同样要面对散热这个大问题。核火箭在可预见的未来是不会出现大功率大推力的。
『叁』 美国能造出核动力航母为什么造不了核动力火箭
那个最佳答案是错的,不是不想,也不是没必要。远在50年代,美苏就已经开始有计划,想研发核动力火箭,但由于研发难度实在太大了,实在太烧钱,而且容易造成核爆炸和核泄漏的隐患,危险性极大,都不得不暂停了。核动力火箭有无可比拟的强大续航力,想要实现星际移民,核动力火箭只是基本款而已,想要移民外星,就必须先突破核动力火箭技术。世界上的科技先进国家,无不在努力研究核动力火箭,但都只是暂时还停留在理论阶段,还没有可行的样机而已。据说美国宇航局目前正在发展新一代的推进系统,显然传统的化学能火箭无法满足深空飞行的需要,这项新的推进系统可能会在2030年中期投入使用,执行前往火星的载人计划,首席为华盛顿大学的研究人员约翰·斯劳,这新的推进系统很可能就核动力火箭发动机。据说俄罗斯也宣布了一项计划,计划建造一艘核动力宇宙飞船,未来可将宇航员送上火星,并执行星际任务,不知道什么时候能完成。
『肆』 在未来,核动力火箭能在六周内飞到火星吗
著名科幻小说《三体》里提到过一种“无工质核聚变飞船”,这种宇宙飞船的能量源自原子核聚变反应,前进的动力来自喷射带电粒子产生的反作用力。这种想法非常超前,以人类目前的技术,是根本搞不出什么“无工质推进系统”的。不过,确实有很多国家都对“核动力飞船”垂涎三尺。
『伍』 核动力火箭是什么它将如何帮助人类登陆火星
很难让人类成为火星。事实上,这太疯狂了。
在50年前的阿波罗计划中,人类使用化学螺旋桨到达了月球,即火箭发动机在室内燃烧燃烧液体氧气和氢气。这具有其优势,例如使美国国家航空航天局开始和停止发动机,该技术是太空旅行中最成熟的技术。从那时起,已经设计了一些新的空间推广技术。但对于人类而言,没有比化学促进更多或更多。
与化学推进相比,核促销所需的燃料较少,通常小于500公吨。这将有助于火星飞行任务,其中包括几个优先考虑在红色地球上的货物准备。核促销燃料消耗也与地球和火星提供的排放机会更加一致。在每26个月发生的一些交叉路口中,用化学推进剂完成火星飞行使命所需的推进剂非常高,因此这是不可行的。
『陆』 核动力火箭的动力类型
常见的核裂变技术发动机包括核脉冲火箭、核电火箭、核热火箭以及核冲压火箭等,以核热火箭为例,其反应堆结构比陆基核电站的规模要小很多,铀-235的纯度要求更高,达到90%以上,在高比冲要求下,发动机核心温度将达到3000K左右,需要耐高温性能极佳的材料。核动力技术用于太空环境时,也会面临核辐射的危险,如果克服这些困难,那么在核聚变发动机无法实现的前提下,核裂变发动机技术也能为太阳系内的探索服务,甚至可进行无人飞船恒星际之旅,可带来强大续航力,这是传统化学能发动机所不能比拟的。
『柒』 为什么没有国家敢造核动力火箭
为什么没有国家敢造核动力火箭?
如果把最近俄罗斯人制作的核动力巡航导弹算上,那其实美国人和俄罗斯人都有过造核动力火箭的历史。不过这个有点勉强,因为一般意义上的火箭工作时是不需要从外界获得空气的。如果按照严格定义的话,火箭自身携带全部推进剂,不依赖外界物质产生推力。这一点来说火箭是不可能采用核动力的。

另外一个不采用和动力的原因是因为这东西污染确实太大。因为空气或者其他介质直接被反应中的核裂变材料加热。虽然可以通过加一些屏蔽层,然后通过好的散热片来隔绝核原料和介质直接接触。不过以目前人类的科技,不用个几米厚的材料根本无法隔绝污染。用几米厚的隔绝材料也飞不起来了,加热介质也肯定做不到。所以核动力的飞行器简直就是一个飞行的切尔诺贝利。如果用这个东西做火箭或者导弹。打出去落在别人头顶上那肯定是杀父之仇,如果运气不好落在自己脑袋上。谁也不想没事干自家出一次超级恐怖的核事故吧。
『捌』 核动力火箭在太空中是怎么运转的
一个产生动力的装置,单位体积或单位重量能够发出的功率,分别称为体积功率密度和重量功率密度。核反应堆虽然功率强劲,但功率密度确实比较低 为了在火箭上应用核动力,新的推进原理必须首先开发出来,而且不能借助于螺旋桨这样依靠外部物质,如空气或水的反作用装置。一种核动力火箭的设计图是这样的:首先利用反应堆加热水,让它变成蒸汽,然后高速蒸汽喷射出来,推动火箭。
物质由于处在高放射性环境中,受到辐射,使原子核发生变化而产生的放射性以核裂变型反应堆为基础的原子能火箭构想已基本成熟,主要存在的问题是缺乏投资和实质性的需求、能达到的最高速度仍然有限以及环境污染等。如果受控核聚变技术能够实现,并且可以小型化,那么也可以用核聚变反应堆当作火箭动力,采用的工作原理则基本与上述方式相同。由于核聚变产生的能量远远大于核裂变,相同重量的核聚变燃料能够运行更长时间,并把火箭加速到每秒100千米以上。目前,用激光束照射核燃料,使之在燃烧室内发生核聚变反应的实验已接近成功。这种激光核聚变反应堆不需要大尺寸的约束腔容纳反应物,也不需要外加强磁场,小型化的前景比较好。因此,或许我们可以期待采用这种原理的聚变核火箭出现。此外,采用磁约束达到高温的“托卡马克”装置最近也取得了较大进展,虽然这一装置较庞大,而且需要超导磁体来产生强磁场,但如果是用于几千吨级或更加庞大的星际飞船,也是可以考虑的,它的好处是易于长时间高负荷连续工作,因为在激光核聚变堆中,燃料小球烧完后必须停止工作才能重新装填。