
核热火箭概念图。
据外媒报道,美国俄亥俄州立大学研究团队正在研究一种离心核热火箭。这种新型推进系统可突破传统核热火箭的技术瓶颈,获得极高的推力和效率,可用于未来深空探测任务。
离心核热火箭是核热火箭的一种。核热火箭是以核反应作为能量来源,通过加热或加速液氢产生推力的一种核推进火箭。核推进火箭、化学火箭和电推进火箭一起,是目前最主要的3大类火箭。
传统核热火箭的原理较简单:其核心是一个固体核反应堆堆芯,上面布满细小的管道。当液氢流经这些被核反应堆加热到极高温度(约2700摄氏度)的管道时,液氢瞬间气化并从喷嘴喷出,产生巨大推力。传统核热火箭的比冲很高,是化学火箭的2倍,但固体堆芯材料的熔点有限,温度过高时有融化风险,限制了传统核热火箭性能的发挥。
针对传统核热火箭面临的问题,专家提出新的技术概念。离心核热火箭采用液态燃料,并通过离心力约束燃料进行高速运转,在反应室内形成一个“虚拟堆芯”。当液氢流经这个高温中空的“虚拟堆芯”时,会迅速被加热为上万摄氏度的氢气并喷出,从而产生巨大推力。
与目前的主流火箭相比,离心核热火箭具有明显的技术优势,如极高的比冲和推力。这意味着它能快速抵达目的地,且极其高效。同时,由于没有固体堆芯,因此杜绝了反应堆融化风险。
虽然技术优势明显,但离心核热火箭面临着巨大的工程挑战,包括要制造能够长时间承受极高转速和极端温度差的密闭舱室。另外,作为一项全新的技术,离心核热火箭从概念验证到实验落地需要巨额投资。目前,这项技术仍处于早期技术研究阶段,距离建造一台完整的原型机还有很长一段路要走。(子 渊)







