北京時間11月30日消息,科研人員正在測試一種核能動力引擎的原型,以期為未來的深空探測器提供動力。這種引擎的設計基于19世紀發明的斯特林引擎,基本原理是利用熱壓縮氣體推動活塞運動。新引擎將使用50磅(約22公斤)的核鈾電池,產生的熱能將帶動8個斯特林引擎,提供大約500瓦特的電能。
模擬圖:采用核能引擎的深空探測器正飛往木星
洛斯阿拉莫斯國家實驗室的工程師John Bounds正在測試核能反應引擎的原型
美國航空航天局格倫研究中心和洛斯阿拉莫斯國家實驗室已經對一個簡化模型進行了測試,該原型包括一個核能電池和一個斯特林引擎,能提供大約24瓦特的電能。大多數深空探測器需要600至700瓦特的電力,因而從這個測試模型到能實際應用還有很長的一段路。不過,這是自1965年以來,美國首次嘗試利用核能為航天飛行器提供動力。
核能引擎將使探索整個太陽系成為可能,因而具有十分重要的意義。出了火星公轉軌道之后,太陽光變得越來越弱,太陽能板需要像足球場般大小才能提供足夠的動力以維持航天器運轉,并將數據傳送到地球。
近幾十年來,美國航空航天局曾使用钚-238來為深空探測器提供動力,包括旅行者號飛船,以及目前圍繞土星軌道運轉的卡西尼號飛船。然而,在20世紀80年代早期,美國開始關閉钚的生產基地,以至于到1992年已經不能生產出新的钚-238。美國航空航天局的好奇號火星車,還攜帶著最后一部分美國制造的钚作為能源。
2011年,美國航空航天局和美國能源部利用一筆1千萬美元的資金,重新開啟了钚的生產,很快這種核能原料就能每年產出數磅。不過對于深空探測任務來說,這樣的產量還是太少。如果新型的核能斯特林引擎能利用更為豐富的鈾來提供電能,就將大大降低钚-238的需求量。
新的引擎研制成功之后,未來數十年,科學家將忙于探索地球以外的大型行星,及其眾多的衛星。斯特林引擎也可以用來為金星探測機器人提供動力,并產生足夠的電能使其降溫,從而在地獄般的金星表面保持正常運作。
責任編輯: 中國能源網