【太空拖船OR战舰?俄罗斯“宙斯”核动力太空项目渐露峥嵘】
作者:兰顺正
首发自:《太空探索》
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近日据俄罗斯卫星通讯社报道 , 俄罗斯国家航天集团参与研发“宙斯”核动力太空拖船的“军火库”设计局(Arsenal)文件显示 , 这艘配装兆瓦级动力装置的拖船将具备太空作战能力 。 尽管只有寥寥数语 , 但是在太空军事化日益严峻的当下 , 该则消息再次引起了各界对于俄罗斯“宙斯”核动力太空项目的关注 。
马力强劲的俄罗斯“拖船”
近年来 , 随着人类对于太空探索步伐的加快 , 空间核动力技术开始愈加受到一些航天大国的重视 。 空间核动力技术是将核能转换成热能、电能或推进的动力来满足航天器飞行需求的技术 。 相比化学燃料、离子推进和太阳能推进等技术空间核动力技术具有抗辐射能力强、体积小、重量轻、寿命长、窗口利用率高等优点 。 而长期在制裁困境中跋涉的俄罗斯面对美国在太空领域的强势地位以及中国的十足后劲 , 深感必须有所作为 , 才能不沦为太空中的“二流国家” , 而空间核动力技术就是俄罗斯的发力点之一 。 自1970年代以来 , 科罗廖夫能源火箭航天集团和许多企业就一直在进行用于制造轨道间拖船的核动力装置的开发 , 迄今为止在该领域俄罗斯拥有不小的发言权 。 之前有报道指出 , 对于俄罗斯而言发展空间核动力技术具备多方面的应用潜力 , 诸如用于建立月球基地、载人火星考察、星际航行等太空研究探索任务 , 以低成本将航天器送入高轨 , 或者用于太空垃圾清除保护地球免受彗星、陨石威胁等 。
俄罗斯核动力太空拖船项目始于十多年前 。 2009 年 10月俄罗斯航天局长向总统提出了“基于兆瓦级核能动力装置的运输-动力模块舱”重大创新项目拟建造带有核动力装置的空间运输系统 。 项目于 2010 年 6 月获批由俄罗斯航天局(现俄罗斯国家航天集团公司)与原子能国家集团公司共同负责项目的方案设计 。 该拖船获称“宙斯”(而科研和试验设计工作称作“核心”) , 旨在增强深空运输大型货物的能力 , 以及用于在太阳系的其他行星上建立永久性基地
从结构上讲 , 太空拖船将是具有开放式体系结构的运输动力模块 。 它的主要特征是能够长时间从兆瓦级核反应堆自主产生能量 , 同时具有运输各种有效载荷的能力 。
其中 , 作为项目核心的“兆瓦级核能动力装置”其研制工作由俄罗斯凯尔迪什研究中心牵头多家企业和机构参与(据称“军火库”设计局建议的在未来俄罗斯火星基地建造的核电站也使用该反应堆) 。 该装置由能源组件和电推进组件两大部分构成 。 能源组件利用核反应堆产生电能主要包括 3 个部分:用于加热工质的核反应堆装置、用于热能转换为电能的涡轮发电机-压缩机装置以及用于向空间散热降温的制冷辐射器装置 。 电推进组件利用电能产生推力由 12 个霍尔稳态等离子电推进器组成 。 具体工作原理是:位于飞船艏部的核反应堆加热到1600摄氏度的温度并产生热量 , 借助涡轮机启动发电机 , 将机械能转化为电能 , 电能则在离子发动机中产生等离子体 , 从而使整个结构缓慢而长时间地加速 。
在过去的十多年中 , “宙斯”一直是俄罗斯太空计划中一个优先研发项目 。。 俄国家航天集团(Roscosmos)在其2018年年度报告中称 , 有关基于兆瓦级核动力推进装置太空拖船的第一个项目已完成 。 2019年俄罗斯公布了首个全尺寸核动力拖船的模型 , 并在2020年展示了其在轨道上部署的3D动画 。 2020
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