中國航天將進入核動力時代！

原標題:航天將進入核動力時代！

兵工科技（微信ID：binggongkeji）

圖註：核火箭發射示意圖

據中央電視台2017年2月13日報道，國防科工局近日向媒體公布了「十三五」時期核工業的未來發展藍圖，其中透露將加快在空間核動力技術領域的研發和應用，這意味著，將把核動力技術應用在航天器上，核動力衛星、核動力宇宙飛船乃至於深空探測裝置，很可能變為現實。

核動力——軍用航天理想電源

在宇宙空間（太空中）使用的核動力技術，被統稱作「空間核動力」技術，它主要是利用核反應堆產生的裂變能和放射性同位素的衰變能，根據不同的任務需求、通過不同的方式，把核能轉變成電能和推進動力。

目前，航天器使用的空間動力源主要有三大類，化學電池、太陽能電池陣-蓄電池組和核動力裝置。其中化學能電池工作壽命低、低溫性能差、功率比較小；太陽能電池陣-蓄電池組聯合電源技術成熟，性能可靠，工作壽命長，供電能力強，但在大功率條件下，大面積的太陽陣對機動飛行和低軌道飛行帶來較大阻力，需要攜帶大量燃料進行軌道維持，同時也存在安裝和展開的技術困難；展開面積大，結構複雜，難以實現高精度和高穩定度的姿態控制；受空間碎片、隕石和外部打擊面大，也容易受輻射等因素的影響；在陰影、深空等環境下不能工作。

而空間核動力裝置則具有重要優勢：易於實現大功率供電，能為航天器提供數千瓦至數兆瓦的電能；能量密度大，在高功率下，質量比功率優於太陽能電池陣-蓄電池組聯合電源系統，重量輕、體積小、比面積小、阻力小、受打擊面小，隱蔽性好；功率調節範圍大，具有快速提升功率的能力，機動性高；不依賴太陽輻射能，不需要對日定向，可全天時、全天候連續工作；環境適應性好，具有較強的抗空間碎片撞擊能力，可在塵埃、高溫、輻射等惡劣條件下工作。可以說，空間核反應堆電源是軍事航天的理想電源，是深空探測不可替代的空間電源。

目前僅美、俄應用

然而，空間核動力裝置對核反應堆小型化等技術要求極高，目前只有美俄兩個航天和核技術頂尖強國掌握。

其中美國早在1965年就首次發射了SNAP-10A空間核反應堆裝置，在Snapshot宇宙飛船上進行了試驗。而在「先驅號」、「伽利略」、「卡西尼」等深空探測器上，美國都使用安裝了核動力反應堆裝置作為能源。其中「卡西尼」號深空探測器經過6年8個月、35億千米的漫長太空旅行，進入土星運行軌道，對土星及其衛星進行科學考察。作為世界上深空旅行旅途最遠的探測器之一，要沒有核動力反應堆裝置的長時續航能力，「卡西尼」是不可能跑那麼遠的。在美國即將進行的登陸「火星」計劃中，空間核動力裝置仍將扮演核心角色。

圖註：美國「卡西尼」號深空探測器，採用的動力源就是空間核反應堆裝置

與美國主要將核動力裝置應用在衛星、飛船和深空探測器上不同，蘇聯/俄羅斯走的是「核火箭」發展之路，即將核動力反應堆技術應用於火箭，製造熱核火箭。上世紀60年代起，蘇聯成功研製了核火箭發動機的燃料元件和燃料組件，建造了RD-0410型核火箭發動機試驗樣機，在著名的貝加爾試驗台架上完成了全尺寸核火箭發動機反應堆的幾個試驗系列。2009年10月，俄羅斯宣布了功率為兆瓦級「核動力飛船」的研製計劃，計劃用核火箭來發射太空飛船。投資6億美元，研發周期9年，將於2018年發射升空。

未來展望

核工業經過半個多世紀的發展，在核動力裝置小型化、小型/微型核反應堆技術領域取得了豐碩的成果和重大突破，已經初步具備了將核動力裝置應用於空間推進領域的基礎。同時也是航天技術大國，具備將核動力與航天相結合，發展空間核動力技術的條件。與化學燃料、離子推進、太陽能推進技術相比，核動力技術在空間推進特別是深空探測領域具備的突出技術優勢，對於矢志於深空探測的航天人而言，是必須攻克的核心技術之一。相信隨著國家將空間核動力技術列入國家核工業技術發展的重大戰略規劃，的空間核動力技術必將迎來突飛猛進的發展。也許不久之後，我們自己的核動力飛船或深空探測器，就能長航數十億千米，探索比月球遠得多的遙遠宇宙了。