· 并非所有核脉冲推进器都使用大型核弹或高频率爆炸;
· 理想情况下,我们希望使用小型核弹,并实现近乎连续的爆炸,以产生类似 “核火箭火焰” 的持续推力;
· 但现实中,核弹的尺寸越大,成本通常越低、效率越高;
· 因此,要实现 “微型核爆炸”(威力相当于常规炸弹甚至手榴弹),需要依赖超稀有人工元素或反物质催化核聚变技术。
核脉冲推进器的基本设计包括:
1. 推板(Pusher Pte):在航天器后方安装一块大型坚固的金属板,用于吸收或反射核爆炸释放的光子和粒子,将爆炸冲击力转化为向前的推力;
2. 缓冲系统:推板与航天器主体之间通过一组强力弹簧连接 —— 核爆炸推动推板向前运动时,弹簧会缓慢压缩,将推板的 “瞬时冲击力” 转化为对航天器主体的 “持续推力”,避免航天器因瞬间过载受损;
3. 变体设计:美杜莎推进器是核脉冲推进器的一种变体,它在航天器前方设置一个帆状结构,通过长系绳与航天器主体连接,核爆炸在帆状结构内部发生,推动帆状结构向前运动,进而通过系绳拉动航天器主体。
猎户座推进器是核脉冲推进器的首个主要设计方案,此外还有其他变体,例如 “戴达洛斯计划”—— 该计划设想利用激光引爆含有氘氚触发剂的锂氘 pellets(与美国国家点火设施使用的激光核聚变方法类似),通过小型核聚变爆炸驱动航天器。
若未来能研发出可反射伽马射线的材料,将极大改善推板的性能 —— 通过反射而非吸收伽马射线,可使推板获得两倍的动量,大幅提高推进效率。这种材料对核聚变及其他高能物理应用也具有重要价值。
除了 20 世纪 50-60 年代的早期研究和后续的模拟计算外,核脉冲推进器尚未进行过全面的原型机测试,但理论上认为其技术是可行的,并且有能力将航天器加速到足以实现星际旅行的速度。
想了解更多关于该技术及其变体的讨论,可观看我们的《核选项》和《重振猎户座计划:核航天器推进的新时代》节目。
加粗 - 核热推进器
在核热推进系统中,核反应堆的冷却方式与常规裂变反应堆类似,但核反应堆产生的热量会被直接用于加热推进剂。
尽管具体的工程设计复杂多样,但核热推进的基本原理非