美國(guó)“獵戶座”核動(dòng)力飛船想象圖
據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)1月18日?qǐng)?bào)道，按照俄聯(lián)邦太空計(jì)劃2016年至2025年的相應(yīng)規(guī)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(yàn)準(zhǔn)備。從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，美國(guó)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“獵戶座”計(jì)劃
人類利用核動(dòng)力探索太空的夢(mèng)想由來(lái)已久。美國(guó)曼哈頓計(jì)劃的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一費(fèi)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(dāng)人類真正掌握了核能之后，“夢(mèng)想成真”的興奮在上世紀(jì)50年代催生出一大批核動(dòng)力“怪獸”，包括美國(guó)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(guó)NB-36H核動(dòng)力戰(zhàn)略轟炸機(jī)……但這其中最讓人膛目結(jié)舌的當(dāng)屬美國(guó)的“獵戶座”核動(dòng)力飛船計(jì)劃。
此時(shí)正值美蘇剛開(kāi)始太空爭(zhēng)霸，但使用化學(xué)能的傳統(tǒng)火箭推力有限，無(wú)法滿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(shù)百萬(wàn)倍，在當(dāng)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(yīng)運(yùn)而生。1958年，“獵戶座”核動(dòng)力飛船計(jì)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(shè)想，該飛船足有60層樓高，起飛重量高達(dá)1萬(wàn)噸，攜帶有數(shù)百枚小當(dāng)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(fù)加速。根據(jù)美國(guó)著名核科學(xué)家泰勒的推算，如果每顆原子彈的爆炸當(dāng)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(tǒng)化學(xué)燃料火箭不可能達(dá)到的巨大推力，“獵戶座”核動(dòng)力飛船只要125天就能將航天員送到火星。
“獵戶座”核動(dòng)力飛船如今聽(tīng)起來(lái)有些“喪心病狂”，但在當(dāng)時(shí)美蘇頻繁核試驗(yàn)的背景下倒顯得并不過(guò)分。在美國(guó)防先進(jìn)研究項(xiàng)目局的資助下，該項(xiàng)目用常規(guī)炸藥模擬核爆炸試驗(yàn)，證明這種推動(dòng)模式的確可行。從表面看，“獵戶座”核動(dòng)力飛船不存在明顯的技術(shù)缺陷，針對(duì)起飛階段原子彈爆炸會(huì)造成核污染的問(wèn)題，美國(guó)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(yàn)條約》的簽署給了核飛船項(xiàng)目致命一擊，再加上此時(shí)美國(guó)航天局力推阿波羅登月計(jì)劃，“獵戶座”最終無(wú)疾而終。
蘇聯(lián)RD-0410核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
美蘇核火箭“生不逢時(shí)”
盡管過(guò)于異想天開(kāi)的“獵戶座”核動(dòng)力飛船胎死腹中，但核能的明顯優(yōu)勢(shì)讓美蘇對(duì)它的熱情絲毫未減，并相繼推出對(duì)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(yīng)堆，利用反應(yīng)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)劑從噴管高速噴出，產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力。
從1959年到1972年，美國(guó)對(duì)核熱火箭投以極高的熱情，并在內(nèi)華達(dá)州核試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了多達(dá)23次核火箭測(cè)試。阿波羅載人登月計(jì)劃成功后，美國(guó)更大膽選擇1963年開(kāi)始研制的NERVA核熱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為“土星五號(hào)”巨型火箭的新一代主發(fā)動(dòng)機(jī)，承擔(dān)起美國(guó)上世紀(jì)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(jī)開(kāi)始測(cè)試時(shí)，阿波羅登月計(jì)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(jì)劃更是被無(wú)限期推遲。1972年，已無(wú)用武之地的NERVA項(xiàng)目黯然下馬。
相比美國(guó)，蘇聯(lián)在核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域走得更遠(yuǎn)。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(zhuǎn)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(jī)，并修建了完整的配套測(cè)試設(shè)施。美國(guó)取消載人登陸火星后，蘇聯(lián)評(píng)估認(rèn)為，只需要15年時(shí)間，劃時(shí)代的核熱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)就將具有實(shí)用價(jià)值，因此仍咬牙堅(jiān)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(jī)的模擬試驗(yàn)，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(jī)。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(jī)，據(jù)稱很大部分相關(guān)研究資料后來(lái)被美國(guó)獲得。
核動(dòng)力衛(wèi)星因事故被叫停
美蘇很早就利用核電源作為深空探測(cè)器和衛(wèi)星的主能源。美國(guó)發(fā)射的“先驅(qū)者”10號(hào)探測(cè)器、“旅行者”1號(hào)探測(cè)器以及木星和土星探測(cè)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(yīng)堆作為電源的偵察衛(wèi)星。按設(shè)計(jì)，一旦衛(wèi)星壽命到期，核反應(yīng)堆艙段將與主體分離，由火箭推到更高軌道運(yùn)行600年。
這段時(shí)間堪稱核動(dòng)力衛(wèi)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(hào)核動(dòng)力衛(wèi)星發(fā)生故障，核反應(yīng)堆艙段未能升高而自然隕落，未燃盡的帶有放射性的衛(wèi)星碎片散落在加拿大境內(nèi)，對(duì)周邊10萬(wàn)平方公里的地區(qū)造成輻射污染，蘇聯(lián)國(guó)際形象也因此大損。正當(dāng)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(hào)”核動(dòng)力衛(wèi)星再次發(fā)生類似故障，幸運(yùn)的是核反應(yīng)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(guó)都徹底放棄了核動(dòng)力衛(wèi)星。
美俄新航天計(jì)劃仍鐘情核動(dòng)力
進(jìn)入21世紀(jì)后，癡心不改的美國(guó)和俄羅斯再次提出用核能探測(cè)太空的計(jì)劃。2003年，美國(guó)航天局啟動(dòng)“普羅米修斯”項(xiàng)目，研發(fā)核反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)的新型電離子推進(jìn)器，為前往木星的探測(cè)器提供動(dòng)力，僅2005年該計(jì)劃就獲得4.3億美元的資金。但此后美國(guó)航天局的研究計(jì)劃轉(zhuǎn)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(jì)劃也因此擱淺。
2009年10月28日，俄聯(lián)邦航天局局長(zhǎng)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(duì)于俄羅斯是否有足夠的研制經(jīng)費(fèi)，外界仍持懷疑態(tài)度。▲
