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目前，空间推进系统常用化学推进剂或太阳能电力。但是这些推进技术正在达到其物理极限。核推进则有可能突破这些限制，将航天任务带入一个新时代，使人类能够去往更远的太空。NASA已经启动了研究核动力火箭的项目，与DARPA合作开发核热发动机，预计最早2027年入轨验证。 欧洲虽然以前的核推进研究大部分都不了了之，但当前技术条件的成熟，使核推进成为研究热点。核推进的效率可以是最高效的化学推进的数倍，甚至超过太阳能电力极限，从而到达更远的深空。 欧空局未来空间运输系统部门(STS-F)今年资助启动了两项可行性研究，分别是“RocketRoll”项目和“校友”项目，将确定成熟的关键技术和在欧洲发展核动力的步骤。当然，根据国际原子能机构(AIEA)和联合国于2009年制定的建议，安全是空间核动力发展的核心。
受Voyage2050、TerraNova、EL3等欧空局计划以及潜在要求苛刻的私人太空任务的推动，核电推进(NEP)发动机凭借较高的功率和发电量在推进技术中具有较强的潜在优势。 与化学推进相比，NEP的主要优势是发动机的功率。与太阳能电力相比，NEP的优势在于更大的功率输出和不受阳光直射的影响，尤其适用于长时间受限条件下的重型货物运输（例如月夜）和火星轨道以外的深空探测。 此外，NEP可以与其他空间应用产生强大的协同效应。例如，核能可用于月球或火星表面，为未来的栖息地或太阳系的机器人探测提供动力，或者适用于推进以外的其他应用。在推进技术方面，为 NEP 开发的大功率电推力器也可以在非核能条件下使用。 欧空局资助了“RocketRoll”研究项目，由捷克共和国布拉格大学、斯图加特大学的科学家以及德国不来梅的OHB空间系统公司合作开展。RocketRoll将概述欧洲在开发核动力航天器方面的现有经验、技术和工业能力。此外，该研究将完成核电推进发动机的概念设计。该团队表示将从设计的早期阶段考虑NEP系统的安全限制。其中布拉格捷克技术大学研究核反应堆部分、发电转换循环以及核电发动机的生产技术。 OHB下属捷克航天公司在声明中写道，“与化学推进相比，核动力的主要优势在于发动机的效率。与太阳能电力相比，核动力的输出功率更大，不受光照条件的影响，特别是能在长时间约束条件下运输更多货物，并开展火星之外的探索。” 未来11个月内，该项目将作为欧空局“未来火箭准备计划”（FLIPP）的组成部分开展可行性研究。成果到明年交付时，可能为欧空局未来项目奠定基础。如果一切按计划进行，核电推进航天器将于2035年投入使用。
欧空局核电推进拖船示意图 因为放射性物质对地球造成污染的风险太高，目前欧空局摒弃了在上面级使用核动力的构想。然而，在轨道上“组装”（或至少启动）一台仅用于空间运输的核发动机的想法正在重新浮出水面。 这个想法使用核热推进(NTP)的裂变反应来加热并加速高速冷却剂（液态氢）。与化学推进相比，NTP的主要优点是加热过程不需要任何氧化剂，从而提高了推力效率，保持较低的废气密度。对于10吨推力级别的发动机，发动机效率预计比高效低温化学推进高2-3倍。 “校友”项目，全名为“空间应用核热推进的初步要素”(preliminAry eLements on nUclear therMal propulsioN for space applIcations，ALUMNI)，将探索使用核热推进(NTP)的优势，重点关注潜在的盈利能力。该项目将评估NTP技术成熟的关键要素（技术、仿真能力、测试设施等）和安全设计特性。
欧空局核热推进发动机示意图  [1] Europe wants to build a nuclear rocket for deep space exploration[EB/OL]. [2023-5-5]. https://www./european-space-agency-nuclear-propulsion. [2] Space transportation and Nuclear Propulsion[EB/OL]. [2023-5-5]. https://commercialisation./2022/09/space-transportation-and-nuclear-propulsion/. [3] Czech scientists working on nuclear powered electric engines for use in space[EB/OL]. [2023-5-5]. https://english./czech-scientists-working-nuclear-powered-electric-engines-use-space-8781526.  支持保护知识产权，原创文章转载请注明原出处及作者。本公众号所有内容来源于互联网公开资料，相关内容仅供参考学习。部分图片来源于互联网，难以找到原始出处，故文中未加以标注，如若侵犯了您的权益，请第一时间联系我们。 |
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