核動力火箭

2017/8/24 9:39:53

繼1961年世界上第一個宇航員蘇聯的加加林飛上太空之后，美國的航天事業奮起直追，至2003年已有6批12人登上了月球。人們登上火星的日子已指日可待。
把衛星、宇宙飛船和空間探測器等宇航器件送入太空，均需要運載工具。運載工具可以是火箭，也可以是航天飛機。至今，世界上先后研制生產了20多個系列，一百多種型號的運載火箭。但是，能把載人飛船送入太空的運載火箭還不多。我國是世界上除了美國和俄羅斯之外，第三個擁有載人飛船運載火箭的國家。
火箭是由極高速度從噴氣管排出氣體而產生強大反作用力作推力的一種飛行器。火箭按能源來分，可分為：化學火箭、電火箭、太陽能火箭、核火箭、光子火箭等。運載火箭是將人造衛星、宇宙飛船和空間探測器等航天器送入飛行軌道的大型多級火箭。進入太空，首先需要擺脫地球引力的束縛，達到第一宇宙速度（7.9千米/秒），才能克服地球引力而環繞地球飛行，不落回地面。達到第二宇宙速度（11.2千米/秒），才可以脫離地球飛向太陽系的其他行星。達到第三宇宙速度（16.7千米/秒）后，以現代航天器來飛行，要2~3萬年才能離開太陽系。
 
中國承載“神舟”五號載人宇宙飛船的火箭升空
 中國是火箭的發源地，中國在宋朝的作戰中就使用了火箭。1970年4月24日中國第一顆人造地球衛星“東方紅1號”發射成功，中國成為繼蘇、美、法、日之后第五個用自制運載火箭成功發射衛星的國家，同時也是美、蘇之后第三個掌握衛星返回技術的國家。2003年10月15日，中國宇航員楊利偉乘“神舟”五號飛船上天，航天飛行21小時。中國已成為世界上第三航天大國。中國正準備著登月工程和建立空間站。在不久的將來，五星紅旗將飄揚在離我們38萬千米遠的月球上。

中國第一位宇航員楊利偉
1．核熱火箭
核熱火箭是利用核燃料（鈾-235或钚-239）裂變時產生的巨大熱能，把推進劑（如氫、氦或氮）加熱到極高溫度（4000℃以上），以極高速度從火箭尾部噴出，推動火箭高速飛行。它的工作原理與化學火箭發動機類似，只是加熱的能源不同。核熱火箭發動機的比沖高，壽命長，但技術復雜。
美國在1995年開始執行第一個核熱火箭研究計劃，產生高溫等離子休（溫度達70萬度），從噴氣口噴出，驅動火箭前進。
國外核推進技術研究指出，采用核熱火箭可大大縮短到達月球的時間，即使到達土星也只要花7年時間。
2．核電火箭
核電火箭是把核裂變或聚變能轉換為電能，提供給火箭，使推進劑（如汞或氙）電離，加速成為等離子態推進劑，以高速排出，產生極大的推力。
3．光子火箭
人類幻想作星際考察和旅行，要實現星際航行關鍵在于運載工具的速度。要求以光速或接近光速的速度飛行，這無疑需要驚人的能量。以化學能作為動力，最高速度只有4000米/秒，這樣的速度作星際旅行，則好像騎著毛驢車周游世界，在宇航員有限的生命期內是絕對不可能到達目的地的。光子火箭可達到300 000 000米/秒的光速。
光子火箭就是利用正物質和反物質湮沒產生光子。設想的光子火箭，最前面是宇航員座艙。中間是正粒子和反粒子貯存庫。后面是巨大的凹面鏡，當正粒子和反粒子被引到凹面鏡的焦點處湮沒，產生光子，釋放出巨大能量，光子通過凹面鏡反射出去，推動火箭前進。這種光子火箭自身重量不大，但推力十分巨大。
2000年，美國科學家斯蒂夫·哈威設想了一個反物質發動機，用這種反物質發動機，從地球飛往火星只需6個星期。