空間核動(dòng)力技術(shù)概覽與發(fā)展脈絡(luò)初探

廖宏圖

（1.上海空間推進(jìn)研究所，上海201112；2.上海空間發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)研究中心，上海201112）

空間核動(dòng)力技術(shù)概覽與發(fā)展脈絡(luò)初探

廖宏圖1，2

（1.上海空間推進(jìn)研究所，上海201112；2.上海空間發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)研究中心，上海201112）

在概略介紹現(xiàn)有技術(shù)方案基礎(chǔ)上，初步探討空間核動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，并分析其未來(lái)發(fā)展方向。基于固體核反應(yīng)堆的空間核電源、核電推進(jìn)及核熱推進(jìn)，是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證可行、具有一定技術(shù)基礎(chǔ)并可預(yù)期實(shí)現(xiàn)空間應(yīng)用的空間核動(dòng)力技術(shù)。更先進(jìn)的概念方案包括：基于氣體核反應(yīng)堆的核電源/核熱推進(jìn)、脈沖核爆推進(jìn)、核裂變碎片推進(jìn)等，它們的性能逐代跨越直至逼近理論極限。要充分利用核能的潛力，一方面需要提高單位質(zhì)量核燃料的核能釋放率，另一方面也需要減少核反應(yīng)產(chǎn)物動(dòng)能轉(zhuǎn)換為無(wú)軌熱運(yùn)動(dòng)的比率。核能潛力的充分利用需要以增加系統(tǒng)質(zhì)量為代價(jià)。為滿足未來(lái)寬廣的空間任務(wù)需求，多物理機(jī)制驅(qū)動(dòng)的大深度變工況一體化核能空間動(dòng)力系統(tǒng)是未來(lái)必然發(fā)展趨勢(shì)。

空間核電源；核推進(jìn)；技術(shù)方案；先進(jìn)概念

0 引言

能源在航天領(lǐng)域處于核心地位，人類的航天能力直接取決于所能夠駕馭的能量強(qiáng)弱。化學(xué)能是目前航天動(dòng)力的主要能源，其技術(shù)已經(jīng)趨于完美，但也接近了其理論極限。為實(shí)現(xiàn)更快、更遠(yuǎn)、更廣、更大規(guī)模的目標(biāo)，需要找到新的更強(qiáng)大能源。縱觀近、現(xiàn)代科學(xué)的當(dāng)前發(fā)展成果，唯有核能有可能成為幫助人類進(jìn)入更深邃廣遨宇宙空間的新一代的強(qiáng)大能源。……