代號“普羅米修斯”

據(jù)報道，美國宇航局(NASA)正在全力準備一項代號為“普羅米修斯” 的計劃，借助核動力宇宙飛船登上火星。這是繼20世紀60年代“阿波羅”號載人飛船登月之后，人類又一項宏偉的太空計劃。

據(jù)悉，憑借這種造價高昂的核動力宇宙飛船，宇航員登上火星只需2個月時間。由于制訂了嚴密的安全措施，所以NASA相信這種太空核動力系統(tǒng)應用前景將十分光明。

★科學家們充滿憧憬

這種宇宙飛船使用的是一種小型核發(fā)電機，科學家們估計這種核動力飛船的飛行時速可達到每小時54000英里，相當于傳統(tǒng)飛船的3倍。但是在新聞發(fā)布會上，NASA的官員坦承，就目前的研究水平而言，54000英里的時速還只是停留在理論上。

即使武裝了這種核發(fā)電機，在飛船升空的最初階段并用不上。只有當火箭載著這種核動力飛船脫離地球大氣層之后，飛船上的常規(guī)動力才被切換成核動力。核發(fā)電機除了提供推進飛船所需的電力之外，還為飛船上的所有電子設備以及與休斯敦火箭發(fā)射中心的通訊聯(lián)系提供電力保障。

對于美國發(fā)展的這種面向太空的核動力裝置，美國以外的其他國家不免心存疑慮——誰能保證“山姆大叔”不利用它服務于軍事目的呢？在冷戰(zhàn)期間，美蘇兩大超級大國為了爭霸而展開的太空競賽至今讓人記憶猶新。

但是科學家們對這種核動力飛船依然充滿了憧憬——它不僅可以實現(xiàn)人類登陸火星的夢想，而且還使人類在月球上建造永久性基地以及探索冰冷的木星、衛(wèi)星成為了可能。除此之外，它還使得無人飛船可以遠及地球所在的太陽系之外的宇宙進行探險。即使這種探險之旅長達10年之久，也無需擔心飛船上的動力耗盡。

眾所周知，美國目前正為本國的年輕工程技術人才奇缺而大感頭痛，所以NASA希望這項名字取自一位古希臘神話英雄的太空計劃能夠激發(fā)美國的孩子們對科技的興趣。

★巨資注入 枯木逢春

NASA局長西恩·奇非說:“我們這個大膽的計劃不僅僅涉及核推動力和發(fā)電機，而且還肩負未來十年里新技術革命的使命。”雖然“普羅米修斯”計劃對于NASA的戰(zhàn)略意義非同小可，但是自從美蘇太空競賽偃旗息鼓之后，NASA為了太空計劃資金已面臨著“四處化緣”的窘境。

其實，“普羅米修斯”計劃帶有很深的冷戰(zhàn)烙印。早在1991年第一次“海灣戰(zhàn)爭”之前，前美國總統(tǒng)老布什就曾竭力支持搞這項計劃。后來，由于美國國會的反對以及美國公眾缺乏興趣，該計劃被迫中途下馬。

如今舊話重提，美國公眾對它的反應尚難以預料。尤其是當年美國經(jīng)濟持續(xù)低迷，而迫在眉睫的美伊戰(zhàn)爭預計將花費2000億美元！盡管如此，美國的經(jīng)濟狀況并非決定NASA太空計劃的惟一因素。分析人士指出，當年尼克松總統(tǒng)啟動“航天飛機”計劃正逢美國經(jīng)濟衰退時期。目前，“普羅米修斯”計劃已經(jīng)得到了小布什政府在未來5年里總共10億美元的資助，據(jù)統(tǒng)計，該計劃今后得到的政府資助將遠遠不止這個數(shù)目。

有人說現(xiàn)在所用的常規(guī)動力火箭使人類最遠只能到達月球，如果把浩瀚宇宙比做一個大海，這只能算是“在大海邊上走了走”。因此，要想擺脫這種境地，核動力飛船是惟一的工具。

對此，西恩·奇非認為:“能夠決定我們能以怎樣的速度運動以及是否可以在太空之旅中生存下來的只有物理學定律。由于技術上的限制，過去40年來人類只能以幾乎同樣的速度飛行。如今我們有了新技術之后，突破了技術限制，想飛多遠就飛多遠，沒人再會為我們的‘癡心夢想’爭論不休了。”

其實，早在登月之前美國就已經(jīng)制訂了為了太空飛行的核反應堆計劃，并在內華達州的沙漠進行了數(shù)次試驗，為此花費了數(shù)十億美元的資金。1965年，美國發(fā)射了第一個太空核反應堆，但是它只工作了43天。時至今日，它的“遺體”還在太空軌道上不停飛行著。就這樣，這項太空核動力計劃不幸夭折了。

★太空核動力的兩種類型

太空核動力通常有兩種類型:放射性同位素熱電發(fā)電機(RTGs)以及反應堆能量系統(tǒng)(RPS)。目前，NASA的所有遠太空(距離地球2億英里)計劃和行星的科學平臺上(如阿波羅月球表層實驗箱和“海盜”號火星探測器)使用的都是RTGs。20世紀60和70年代，NASA發(fā)射的好幾種外層太空的行星探測器(如“先驅者”號、“旅行者”號等)上也無一例外地裝備了RTGs，據(jù)說在它們上面，太陽能發(fā)電裝置無法發(fā)揮作用。

RTGs的發(fā)電能力雖不如RPS，但是卻非常可靠、經(jīng)久耐用。與RTGs相比，RPS核反應堆最大的好處就是重量輕，所產(chǎn)生的能量大，所以可以被用于繞地球飛行的飛船、月球工作站甚至載人火星之旅。NASA、美國國防部以及能源部現(xiàn)在正聯(lián)手開發(fā)一項名為“太空核反應堆”(SP-100)的技術。為了萬無一失，這項計劃先在地面上做一些可行性實驗，發(fā)電功率從數(shù)百千瓦到數(shù)千千瓦不等。

按照設計，在完成使用之后，這種太空核反應堆將自行關閉，然后開始長達數(shù)百年的太空漫游，以便讓其中的核燃料衰變到安全的水準。因此當它重返地球大氣層時，整個反應堆系統(tǒng)不會有核裂變物質產(chǎn)生或者泄漏。

★“核燃料全封閉”

盡管這項太空計劃的前景誘人，可是需要指出的是，安全問題對于核動力飛船是頭等大事，尤其是太空艙內核輻射對于宇航員的健康影響。據(jù)統(tǒng)計，宇航員在飛船上所受到的核輻射劑量相當于每天接受8次胸透，當他們從太空返回地球時，他們的肌肉一般會減少30%，而骨質則減少10%。

為了最大限度地降低核輻射，NASA核動力系統(tǒng)的一個基本設計理念是“核燃料全封閉”，也就是確保裝有核輻射物質的容器絕對密封，不能讓一丁點核物質泄漏出來。

1964年的時候，人們尚未意識到“核燃料全封閉”的重要性。那時的設計理念是讓RTGs在重返大氣層時經(jīng)燃燒后自生自滅。正是在這種設計理念的主導之下，當美國海軍導航衛(wèi)星“Transit 5BN”號化作一團火球墜落到印度洋莫桑比克海峽上空75英里時，其RTGs向大氣層釋放的輻射劑量約為1.7萬居里，對環(huán)境造成了嚴重的污染。

正是吸取了這樣的經(jīng)驗教訓，設計者們才逐漸引進了“核燃料全封閉”的設計理念。

1968年5月，NASA的NimbusB1衛(wèi)星從加利福尼亞州的范登堡空軍基地發(fā)射升空之后，沒有能夠進入預先設定的軌道。衛(wèi)星上當時裝載的RTGs一頭栽進了圣芭芭拉海峽。但是后來的檢測結果表明，衛(wèi)星上的RTGs并沒有發(fā)生核泄漏。

1970年4月，準備實現(xiàn)第三次登月的阿波羅13號突然發(fā)生爆炸，宇航員奮力試圖返航。當時的登月艙里同樣也裝載著一個RTGs，用于為飛船上的“阿波羅月球科學實驗室”提供動力。當“阿波羅13”重返大氣層接近地面的時候，飛船上登月艙被丟棄。登月艙內的RTGs隨之墜入了太平洋島國湯加國附近的海域。后來經(jīng)對事發(fā)區(qū)域的空氣和海水樣本化驗表明，沒有核輻射跡象，也就是說RTGs上沒有發(fā)生核輻射物質泄漏。