杜駿豪
NB-36H每次試飛都會有一架運輸機伴飛,一旦NB-36H墜毀,運輸機上的士兵將立即跳傘并封鎖受核污染的墜機地點
自1905年愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式E=mc2后,人類在20世紀30年代陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了核聚變、核裂變現(xiàn)象,并意識到核能蘊含的巨大威力將對未來社會產(chǎn)生巨大影響,一系列以駕馭核能為目的的科學研究在世界范圍內(nèi)如火如荼地展開了。今天的大洋中,依然航行著一艘艘核動力航空母艦與核動力潛艇。那么,核動力飛行器又在何方呢?
核動力飛行器的設(shè)想最早來自美蘇冷戰(zhàn)時期。常規(guī)動力飛機受燃油限制,航程與飛行時間都是有限的。在初步駕馭核能之后,美國、蘇聯(lián)都將核能應(yīng)用到了天空——“取之不盡,用之不竭”的核動力飛機近乎無休止地在天空盤旋,這是一幅多完美的畫面??!
美國于1951年率先開始研制核動力飛機,他們以當時世界最大的轟炸機B-36H為框架,為其安裝了一臺核反應(yīng)堆并命名為NB-36H。1955至1957年間,這架試驗機完成了47次試飛,總計飛行215小時,但全部是依靠常規(guī)動力飛行的,僅用來驗證核反應(yīng)堆的安全性與可行性。試驗表明,核反應(yīng)堆沒有發(fā)生故障,但其關(guān)鍵的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)并不完善,且由于反應(yīng)堆重量過大,飛機出現(xiàn)了輕微形變。因此,NB-36H于1957年末退役。1961年3月,時任美國總統(tǒng)的肯尼迪表示,核動力飛機距離應(yīng)用還十分遙遠,取消了該計劃。
蘇聯(lián)獲知死對頭在研制核動力飛機后也迅速開始了行動。他們在圖-95M戰(zhàn)略轟炸機內(nèi)安裝了一臺小型核反應(yīng)堆,并將試驗機命名為圖-95LAL。從1961年到1969年,圖-95LAL完成了40多次試驗飛行。蘇聯(lián)還制訂了遠期計劃,準備制造更完善的核動力飛機圖-119。然而,完全依靠核動力飛行的飛機研發(fā)難度過大,且蘇聯(lián)已經(jīng)掌握了洲際彈道導彈技術(shù),核動力飛機并非剛需,因此在1962年蘇聯(lián)放棄了這個計劃。
除了技術(shù)難度極高之外,核動力飛機的安全問題 也一直飽受詬病。假如一架核動力飛機墜毀,那將對墜機地點造成不亞 于一次小型核彈爆炸的危害。技術(shù)難度過高,安全性又無法得到保障 ,因此美蘇雙方相繼放棄了這個不可企及的計劃,核動力飛機的軍備 競賽告一段落。
蘇聯(lián)RD-0410熱核火箭發(fā)動機
除了核動力飛機,人們也構(gòu)想了核動力火箭。美 國提出了NERVA熱核火箭發(fā)動機計劃,蘇聯(lián)則制造了性能更強的RD- 0410熱核火箭發(fā)動機。與使用常規(guī)燃料及氧化劑燃燒推進的化學動力 火箭不同,這兩款核動力火箭發(fā)動機均只攜帶液氫推進劑,利用鈾裂 變反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量加熱推進劑,使之汽化膨脹產(chǎn)生推力。1961年,配備核反應(yīng)堆的NERVA發(fā)動機開始試車,但數(shù)次發(fā)生反應(yīng)堆熔融甚至爆炸等嚴重事故。
美國故意引起KIWI-TNT反應(yīng)堆爆炸,以研究爆炸原因
在數(shù)年艱難的摸索后,美國終于在1969年打造出 可以用于實際飛行的NRX/XE發(fā)動機,并通過百余次測試證明它的性能遠超普通的火箭發(fā)動機 。有了這款“神器”,美國制訂了1978年實現(xiàn)載人登陸火星、1981年建設(shè)永久性火星基地的計 劃。然而好景不長,1969年尼克松總統(tǒng)上臺后,需要巨額資金的火星殖民計劃招來美國國會的 反對。國會不但沒有批準這一計劃,甚至將阿波羅17號任務(wù)之后的載人登月任務(wù)全部取消,并 極大地縮減了航天預(yù)算。自此NERVA便無用武之地,于1972年抱憾下馬。
NASA使用熱核火箭進行星際旅行的想象圖
蘇聯(lián)的RD-0410發(fā)動機于1958年開始研制,由于發(fā) 動機設(shè)計指標更高,直到1978年才取得初步成果,正式開始測試。試驗證明發(fā)動機的設(shè)計 方案是正確的,可以安全、穩(wěn)定地工作。然而80年代末,蘇聯(lián)社會動蕩,國家財政無力支持耗 資巨大的航天項目,初見曙光的RD-0410發(fā)動機也被束之高閣。
值得一提的是,美國還在1958年提出了更加瘋狂的“獵戶座計劃”——在航天器后方制造連續(xù)的核爆,利用核爆產(chǎn)生的強烈沖擊波推進重達幾十萬甚至上百萬噸的星際飛船飛行。飛船的理論最快速度可達光速的十分之一,到達距離我們最近的比鄰星只需要大約133年——相比之下,使用普通推進手段 的旅行者1號探測器需要六萬年。當然,這只是天馬行空的白日夢,人類還沒有能力建造如此 巨大的飛船,也無法消除核輻射對人體的危害。加之美國在1963年與蘇聯(lián)簽署了《部分禁止核 試驗條約》,條約中規(guī)定禁止在外層空間開展核試驗,因此這一計劃只能停留于理論階段。
雖然核動力火箭在人類歷史上不過是曇花一現(xiàn),并未實際投入應(yīng)用,但使用核動力作為能源的小型航天器卻不在少數(shù)——美國旅行者1號、2號探測器,伽利略號木星探測器、卡西尼號土星探測器、好奇號火星車、毅力號火星車等著名探測器都使用了同位素溫差電池作為電源。中國的玉兔號月球車雖然使用太陽能作為電力來源,但依舊攜帶了一枚钚放射源,依靠核裂變的熱量度過寒冷的月夜。
美蘇冷戰(zhàn)時期,無休止的核能技術(shù)開發(fā)試驗是危險而不切實際的,將核大規(guī)模應(yīng)用到武器中也是被國際《不擴散核武器條約》所禁止的。熱愛和平的我們應(yīng)當知曉,核能的應(yīng)用應(yīng)當以安全為根本,以造福人類社會為宗旨。相信人類能夠在核能應(yīng)用領(lǐng)域有所突破,為人類社會的發(fā)展做出貢獻。D7ECFBBA-90F8-4C64-B6DE-8D8D237F7FB4