美国宇航局正在研制核裂变火箭

  随着科技的进步，各种科幻般的太空推进方式正从小说中走到现实中来。除了主流的太阳帆和化学推进之间的争论外，还有一个潜在的第三种方式--核动力发动机。与以往的纸上谈兵不同，美国宇航局的先进概念研究所已经向一家名为Positron Dynamics（正电子动力公司）提供了一笔资金，用于开发一种新型的核裂变碎片火箭发动机（FFRE）。它可以在化学发动机的强劲动力和太阳帆的持久之间取得平衡。

  FFRE的反应堆与我们现在的核电厂工作原理一致，唯一不同的是科学家们希望将反应后的核废料当作工作介质。

  FFRE本身并不是一个新的概念，但其可行性一直存疑，有着许多巨大的技术障碍需要克服。尽管FFRE有着难以匹敌的优点：高比冲和极高的功率密度。但它的缺点仍然明显，例如FFRE需要一种复杂的等离子体悬浮形式以获得动能。

  正电子动力公司希望能够通过利用来自其他研究领域的两个独立的新突破来打破僵局。第一种新技术是将裂变材料放在一个超轻的气凝胶中。第二种则是采用超导磁体来容纳这些裂变粒子。

  FFRE本质上利用了与地球上核电站发电相同的核过程。不同的是，FFRE在产生电力的的同时也在产生巨大的推力。然而，将一整条铀燃料，如地球上裂变反应堆中使用的铀燃料送入太空是不现实的。

  最近的一个技术突破是将燃料本身嵌入气凝胶——人类已知的最轻的物质之一。气凝胶是一种特别透气的材料。将用于裂变反应的燃料粒子嵌入其中不但可以将燃料固定在一起，还能使整体结构足够轻，从而被运载到轨道上。

  然而，气凝胶本身的结构对容纳裂变碎片没什么作用，因为它们会破裂。要做到这一点，需要一个巨大的外力，这就是超导磁体的作用。

  超导磁体通常用于实验性核聚变工厂，它们被用来容纳加热核聚变燃料所需的等离子体——其它正常材料都会被破坏。鉴于最近对核聚变研究的热度，高功率磁体也受到了额外的研究关注。

  鉴于等离子体的导电性，科学家能够最终靠超导磁体来对其来控制，移动，加速等操作。

  工程师们能够最终靠在FFRE上添加一个超导磁铁，从而把裂变碎片都引向同一个方向，从而控制推力方向。同时，超导磁铁的特性也能保护发动机的别的部分不受裂变碎片的破坏。

  到目前为止，这还处于理论阶段，仍有很多障碍需要克服。初始研究经费已到位，科学家正尝试解决这样一些问题。也许有一天，强大且高效的裂变发动机将成功应用于火箭。

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