杜骏豪
NB-36H每次试飞都会有一架运输机伴飞,一旦NB-36H坠毁,运输机上的士兵将立即跳伞并封锁受核污染的坠机地点
自1905年爱因斯坦提出质能转换公式E=mc2后,人类在20世纪30年代陆续发现了核聚变、核裂变现象,并意识到核能蕴含的巨大威力将对未来社会产生巨大影响,一系列以驾驭核能为目的的科学研究在世界范围内如火如荼地展开了。今天的大洋中,依然航行着一艘艘核动力航空母舰与核动力潜艇。那么,核动力飞行器又在何方呢?
核动力飞行器的设想最早来自美苏冷战时期。常规动力飞机受燃油限制,航程与飞行时间都是有限的。在初步驾驭核能之后,美国、苏联都将核能应用到了天空——“取之不尽,用之不竭”的核动力飞机近乎无休止地在天空盘旋,这是一幅多完美的画面啊!
美国于1951年率先开始研制核动力飞机,他们以当时世界最大的轰炸机B-36H为框架,为其安装了一台核反应堆并命名为NB-36H。1955至1957年间,这架试验机完成了47次试飞,总计飞行215小时,但全部是依靠常规动力飞行的,仅用来验证核反应堆的安全性与可行性。试验表明,核反应堆没有发生故障,但其关键的能量转换技术并不完善,且由于反应堆重量过大,飞机出现了轻微形变。因此,NB-36H于1957年末退役。1961年3月,时任美国总统的肯尼迪表示,核动力飞机距离应用还十分遥远,取消了该计划。
蘇联获知死对头在研制核动力飞机后也迅速开始了行动。他们在图-95M战略轰炸机内安装了一台小型核反应堆,并将试验机命名为图-95LAL。从1961年到1969年,图-95LAL完成了40多次试验飞行。苏联还制订了远期计划,准备制造更完善的核动力飞机图-119。然而,完全依靠核动力飞行的飞机研发难度过大,且苏联已经掌握了洲际弹道导弹技术,核动力飞机并非刚需,因此在1962年苏联放弃了这个计划。
除了技术难度极高之外,核动力飞机的安全问题 也一直饱受诟病。假如一架核动力飞机坠毁,那将对坠机地点造成不亚 于一次小型核弹爆炸的危害。技术难度过高,安全性又无法得到保障 ,因此美苏双方相继放弃了这个不可企及的计划,核动力飞机的军备 竞赛告一段落。
苏联RD-0410热核火箭发动机
除了核动力飞机,人们也构想了核动力火箭。美 国提出了NERVA热核火箭发动机计划,苏联则制造了性能更强的RD- 0410热核火箭发动机。与使用常规燃料及氧化剂燃烧推进的化学动力 火箭不同,这两款核动力火箭发动机均只携带液氢推进剂,利用铀裂 变反应堆产生的热量加热推进剂,使之汽化膨胀产生推力。1961年,配备核反应堆的NERVA发动机开始试车,但数次发生反应堆熔融甚至爆炸等严重事故。
美国故意引起KIWI-TNT反应堆爆炸,以研究爆炸原因
在数年艰难的摸索后,美国终于在1969年打造出 可以用于实际飞行的NRX/XE发动机,并通过百余次测试证明它的性能远超普通的火箭发动机 。有了这款“神器”,美国制订了1978年实现载人登陆火星、1981年建设永久性火星基地的计 划。然而好景不长,1969年尼克松总统上台后,需要巨额资金的火星殖民计划招来美国国会的 反对。国会不但没有批准这一计划,甚至将阿波罗17号任务之后的载人登月任务全部取消,并 极大地缩减了航天预算。自此NERVA便无用武之地,于1972年抱憾下马。
NASA使用热核火箭进行星际旅行的想象图
苏联的RD-0410发动机于1958年开始研制,由于发 动机设计指标更高,直到1978年才取得初步成果,正式开始测试。试验证明发动机的设计 方案是正确的,可以安全、稳定地工作。然而80年代末,苏联社会动荡,国家财政无力支持耗 资巨大的航天项目,初见曙光的RD-0410发动机也被束之高阁。
值得一提的是,美国还在1958年提出了更加疯狂的“猎户座计划”——在航天器后方制造连续的核爆,利用核爆产生的强烈冲击波推进重达几十万甚至上百万吨的星际飞船飞行。飞船的理论最快速度可达光速的十分之一,到达距离我们最近的比邻星只需要大约133年——相比之下,使用普通推进手段 的旅行者1号探测器需要六万年。当然,这只是天马行空的白日梦,人类还没有能力建造如此 巨大的飞船,也无法消除核辐射对人体的危害。加之美国在1963年与苏联签署了《部分禁止核 试验条约》,条约中规定禁止在外层空间开展核试验,因此这一计划只能停留于理论阶段。
虽然核动力火箭在人类历史上不过是昙花一现,并未实际投入应用,但使用核动力作为能源的小型航天器却不在少数——美国旅行者1号、2号探测器,伽利略号木星探测器、卡西尼号土星探测器、好奇号火星车、毅力号火星车等著名探测器都使用了同位素温差电池作为电源。中国的玉兔号月球车虽然使用太阳能作为电力来源,但依旧携带了一枚钚放射源,依靠核裂变的热量度过寒冷的月夜。
美苏冷战时期,无休止的核能技术开发试验是危险而不切实际的,将核大规模应用到武器中也是被国际《不扩散核武器条约》所禁止的。热爱和平的我们应当知晓,核能的应用应当以安全为根本,以造福人类社会为宗旨。相信人类能够在核能应用领域有所突破,为人类社会的发展做出贡献。D7ECFBBA-90F8-4C64-B6DE-8D8D237F7FB4