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美国宇航局重启钚-238核燃料生产

科普小知识2021-08-20 11:26:33
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据外国媒体报道,美国宇航局计划重启钚核燃料的生产。面对缺乏用于深空探测的核燃料,该计划已被正式提出。科学家认为,只有棉花糖大小的钚-238才能完成一些深空探测飞行。目前,美国宇航局的钚核燃料是在上个世纪生产的。行星科学部部长吉姆·格林宣布,钚238生产的重启正在测试中,并将最终大规模启动星际探测器的核燃料生产线。在德克萨斯州举行的第44届月球和行星科学大会上,格林还提议每年生产1.5至2千克钚238,以讨论它是否能满足我们的深空探测器的需求。

核能被认为是目前星际空间飞行的最佳动力。

棉花糖大小的钚-238可以满足深空飞行的需要。

在此之前,一些科学家呼吁尽快重启钚238的生产线。由于缺乏核燃料,深空探测器将没有电力可用。在正常情况下,发射近地轨道的卫星可以携带常规推进剂或使用离子发动机。核燃料可能不会被用于探索小行星轨道内的太阳系空间。然而,如果宇宙飞船要飞出小行星带,需要核燃料来提供动力。目前,美国宇航局储存的钚核燃料来自冷战时期。科学家认为这种核燃料是深空探测的理想能源。自1961年以来,超过26个航天器使用放射性同位素热发动机作为它们的动力源。例如,阿波罗登月任务使用核能。卡西尼号探测器、好奇号探测器和“新地平线”冥王星探测器目前正在运行中,将于2015年7月到达冥王星轨道附近。

由钚238核燃料驱动的放射性同位素热发动机是目前唯一使用的深空核动力。美国航天局和能源部目前储存的钚核燃料一直被列为机密。如果核燃料不被用作深空探测的动力,那么探测器必须携带大型太阳能电池板。例如,前往木星进行探索的朱诺探测器就是一个典型的例子。由于它不使用核能,它配备了三个2.7 x 8.9的太阳能电池板。使用核燃料的深空探测器可以延长其任务寿命。作为美国宇航局经典的深空探测航海家系列探测器,它们最初的使用寿命是五年。目前,科学家预计它将持续到2020年。20世纪70年代发射的两个探测器已经到达了太阳系的边缘,仍然可以返回信息。

美国宇航局和能源部提议的钚核燃料生产线将位于橡树岭国家实验室。目前,预计年产量为1.5-2公斤。事实上,好奇号探测器已经携带了4.8公斤钚-238,新视野探测器携带了11公斤。由于钚-238的半衰期为87.7年,它可以支持远距离深空飞行。太阳系外轨道的探索和一些行星的着陆以及钚核燃料的重新启动给了我们希望。卡尔·萨根曾经认为核能是目前我们能想到的最好的太空驱动方法。(埃弗雷特/编译)

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