科学家计划打造核动力深空探测器

时间:20-05-13 栏目:天文科学 作者:wenkula 评论:0 点击: 209 次




模拟图:采用核能引擎的深空探测器正飞往木星



洛斯阿拉莫斯国家实验室的工程师John Bounds正在测试核能反应引擎的原型


科研人员正在测试一种核能动力引擎的原型,以期为未来的深空探测器提供动力。这种引擎的设计基于19世纪发明的斯特林引擎,基本原理是利用热压缩气体推动活塞运动。新引擎将使用50磅(约22公斤)的核铀电池,产生的热能将带动8个斯特林引擎,提供大约500瓦特的电能。


美国航空航天局格伦研究中心和洛斯阿拉莫斯国家实验室已经对一个简化模型进行了测试,该原型包括一个核能电池和一个斯特林引擎,能提供大约24瓦特的电能。大多数深空探测器需要600至700瓦特的电力,因而从这个测试模型到能实际应用还有很长的一段路。不过,这是自1965年以来,美国首次尝试利用核能为航天飞行器提供动力。


核能引擎将使探索整个太阳系成为可能,因而具有十分重要的意义。出了火星公转轨道之后,太阳光变得越来越弱,太阳能板需要像足球场般大小才能提供足够的动力以维持航天器运转,并将数据传送到地球。


近几十年来,美国航空航天局曾使用钚-238来为深空探测器提供动力,包括旅行者号飞船,以及目前围绕土星轨道运转的卡西尼号飞船。然而,在20世纪80年代早期,美国开始关闭钚的生产基地,以至于到1992年已经不能生产出新的钚-238。美国航空航天局的好奇号火星车,还携带着最后一部分美国制造的钚作为能源。


2011年,美国航空航天局和美国能源部利用一笔1千万美元的资金,重新开启了钚的生产,很快这种核能原料就能每年产出数磅。不过对于深空探测任务来说,这样的产量还是太少。如果新型的核能斯特林引擎能利用更为丰富的铀来提供电能,就将大大降低钚-238的需求量。


新的引擎研制成功之后,未来数十年,科学家将忙于探索地球以外的大型行星,及其众多的卫星。斯特林引擎也可以用来为金星探测机器人提供动力,并产生足够的电能使其降温,从而在地狱般的金星表面保持正常运作。



新浪科技 任天



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