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最近 ， 俄罗斯在2021莫斯科航展上展出的“宙斯”太空核动力拖船TEM的概念惊掉了很多人的下巴 ， 它的造型和中国下一代空间望远镜一样 ， 如同星际战舰 ， 可以执行从地球到月球、地球到火星、月球到火星的远距离运输任务 ， 可以执行地球附近的航天器轨道调整任务 ， 大大节省火箭发射的费用 ， 而且寿命长达几十年 。
你以为它只有PPT
其实真家伙都造出来了
人们不仅诧异于它科幻的造型和星际运输的夸张概念 ， 更诧异于它已经接近建造完成的进度 。 要知道 ， 俄罗斯经济不宽裕 ， 连自己的空间站、航母计划都一拖再拖 ， 这个看起来很不现实的太空核动力拖船 ， 竟然真的在认真建造样机 ， 并进入了载荷试验阶段 。
进度远超外界想象
不过 ， 更让人诧异的是 ， 太空拖船并非俄罗斯独家专利 。 从历史上说 ， 上个世纪60年代末70年代初 ， 美苏就已经开始研制了 。 而从现实角度来说 ， 前不久我国提出的载人火星探测的第三步 ， 即建立大规模的地火运输舰队 ， 实现地球到火星运输的航班化 ， 其实也是一种太空拖船 ， 据说也要使用核动力 。
我国也有类似的方案
说到航天器上的核动力 ， 很多人对它的认知停留在同位素温差电池上 ， 但在太空拖船上使用的 ， 是真正的核动力 。 比如俄罗斯“宙斯”安装的 ， 是兆瓦级的核动力推进系统 ， 将采用气冷快中子反应堆 ， 堆芯温度预计高达1500℃ ， 冷却系统将使用氦氙混合物 ， 通过面积巨大的散热板散热 。
【卫星|俄核动力太空拖船真家伙来了，我们也有类似方案，美国设计最落后】宙斯的气冷快中子反应堆
不过 ， 仅仅只有核动力 ， 还是远远不够的 ， 因为太空飞行 ， 需要不断向后喷射工质 。 根据动量守恒原理 ， 推进器必须往后喷射一些质量 ，产生向后的动量 ， 推力器本身才能获得向前的动量 。 在这一点上 ， 中美俄三国的设计截然不同 。
宙斯的载荷平台
我们先说中国 ， 计划采用氢作为推进剂 ， 采用百兆瓦级以上核反应堆将氢加热至超高温度 ， 比冲能达到氢氧发动机的2倍以上 ， 推力理论上可达百吨级 。 据新华社2018年的报道 ， 我国已经开展空间核动力研究 ， 而在《2017—2045年航天运输系统发展路线图》一书中 ， 更是预测在2040年前后 ， 我国的核动力空间穿梭机将出现重大突破 ， 而这个时间也差不多正好赶上载人火星探测的周期 。
我国下一代空间望远镜 ， 是不是很科幻？
美国的方案则相对保守 ， 采用水作为冷却剂和工质 ， 即将液态水通过高压管道注入核反应堆正中间 ， 产生大量的高温蒸汽 ， 然后喷射出来 。 基于这个原理 ， 去年美国太空军和NASA联合提出的“核热火箭推进”项目 ， 简称NTP 。 说白了 ， 美国还是用核动力烧开水 ， 航天器需要携带大量的淡水 ， 效率最低 。
还是跟蒸汽弹射器一样用核烧开水
而俄罗斯的方案则类似《流浪地球》里面的离子发动机 ， 当然功率不可能有那么大 ， 其工作原理为电力推进系统加热和加速电离气体 ， 形成高速射流来创造推力 。 而这种核动力推进系统还可以为天基激光武器提供能源 ， 具备很强的军用价值 。
俄罗斯宙斯的离子发动机和载荷段
目前 ， 俄罗斯的核动力太空拖船已经成型 ， 计划2030年首飞 ， 而中国的核动力空间穿梭机预计会在2040年取得重大突破 ， 而且中俄之间具备在这方面进行合作的意愿和基础 。 至于美国 ， 反而成了最落后的那个 。
宙斯三维图
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