空间核动力在深空探测中的应用及发展综述

在概要介绍空间核动力发展历程的基础上,总结了同位素热/电源、核反应堆电源、核推进在深空探测领域的应用情况和相关发展情况,并讨论了空间核动力的安全问题。对未来空间核动力在深空探测中应用面临的技术问题进行了展望。     

空间核能源应用的安全性设计、分析和评价

针对核动力航天器应用中的安全性问题,调研了国际上涉及空间核安全的规章制度,并结合美国和俄罗斯在空间核安全设计、分析、评价等方面的成功经验和做法,提炼出了在空间核安全设计、管理等方面的有关要点,可以用于指导国内空间核动力航天器的研发和应用。     

核动力深空探测器现状及发展研究

深空探测中,由于无法使用太阳能或者太阳能的利用效率太低,需要使用空间核电源。当前用于月球表面、火星表面、木星及以远的飞行任务中的核动力深空探测器,均利用的同位素核源衰变能,包括同位素热源用于温度控制和采用温差发电用于供电。研究中的深空探测核动力应用包括月球基地、载人火星飞行、无人探测、使用核反应堆裂变能等。空间裂变电源的反应堆包括液态金属冷却堆和气冷堆两种方式,前者支持温差、斯特林和布雷顿发电,后者支持布雷顿和磁流体发电。近期开始探索研究核聚变深空探测器。纵观核动力深空探测器的发展历程,同位素电源依然在深空探测中发挥着重要作用,大功率空间核电源结合电推进将成为未来深空探测的重要关注方向。     

核动力航天器总体设计研究

研制核动力航天器是最有希望实现更远深空探测的可靠技术途径。针对目前国内在核动力航天器总体设计方面存在研制规范欠缺、研制经验空白的形势,借鉴国外研制核动力航天器的成功经验,结合现有标准规范、一般航天器总体设计方法,提出了研制核动力航天器时,对工程总体、航天器总体进行设计的要点。特别是,针对空间核动力源及其安全防护,从核动力源设计、核安全设计两个方面,提出了关注要点和解决措施。本文的研究工作可以用于指导空间核动力航天器的研发和应用。     

与时俱进开发太空核电源

20世纪70—80年代,苏联的核动力卫星宇宙—954、1402在轨道上先后失控：宇宙—954的放射性残骸散落在加拿大境内,宇宙—1402坠落到大气层中烧毁。这两桩事故曾震惊全球。     

空间飞行器电源系统的现状及展望

本文反映了国际上飞行器电源系统的历史和现状;介绍了太阳电池阵、蓄电池联合电源系统,放射性同位素电源和核反应堆的空间应用可能性,以及潜在的危险因素;并对未来进行了展望。     

空间推进与电源轻量化的进展

推进与电源是构成航天器平台的两个重要服务系统，这两个系统都包含有机械部件和少量的活动部件。在小型科学技术试验卫星和深空探测器等小型航天器中，这两个系统的重量一般占航天器总重的６０％以上，研制成本占总成本的３０％。因此，在航天器轻量化和低成本化的过程中...     

举世瞩目的土星探测（二）

“卡西尼”曾被定为是美国发射的最后1个大探测器．此后美国只研制和发射小型空间探测器．但最近美国又计划研制“木星冰卫环行”核动力探测器．它将是美国航宇局有史以来所建造最大的空间探测器．估计造价在约30亿-40亿美元．     

热离子辐射型空间核电源的在轨试验飞行

空间核电源的产生不是偶然的 ,它是发展航天技术的需要。在航天技术发展的初期 ,几乎所有国家的第 1颗人造地球卫星均采用了原导弹武器使用的电源——银锌电池。银锌电池的主要优点是它的性能稳定、可靠性高。然而它有不足之处 ,即存在比能量低、一次性使用等问题。随后发展了太阳能电池 ,研制了各种各样的太阳电池系统 ,它已成为空间技术中的支撑性电源。但是 ,太阳电池系统的主要缺点是 :随着所需功率的增大 ,其布片面积将成正比地直线上升 ;脱离开阳光无法工作 ,在非日照区不得不再次求助于化学蓄电池 ,以保障航天器的不间断工作 ,而储能…     

美国太空核动力计划重开张--"普罗米修斯"计划一瞥

迄今为止，人类航天活动主要使用化学能源，燃烧化学推进剂推动火箭和航天器飞行。核能源是指通过核裂变或核聚变反应所产生的能量。目前能付诸实用的核能源是核裂变反应。单位质量核裂变物质产生的能量是化学能源的数百万倍。利用核能源推动火     

空间核反应堆电源技术概览

空间核反应堆电源具有环境适应性好、功率覆盖范围广、结构紧凑以及大功率条件下质量功率比小等突出优点,在军民航天任务中具有广阔的应用前景,是改变未来航天动力格局的颠覆性技术之一。对空间核反应堆电源的原理、特点、适用范围、应用前景、历史发展情况及现状、典型方案、应用安全等进行了系统介绍,对技术发展趋势进行了分析总结,并就我国该技术发展给出一些见解。     

深空探测先进电源技术综述

先进电源技术是保障深空探测任务顺利进行的前提和基础。在梳理我国后续深空探测任务(月球极区探测、小天体探测、火星探测、木星探测等)对电源系统需求的基础上,对涉及空间应用的电源技术(化学能、太阳能、同位素及空间核反应堆电源)进行概述;针对深空探测对电源系统的需求特点,分别阐述了锂离子蓄电池、太阳能电源、钚-238放射性同位素电源和空间堆核反应电源的特点、发展简史、在深空探测中应用限制及发展建议,重点分析了钚-238同位素电源和空间核反应堆电源技术的关键技术、应用情况及应用前景,为深空探测先进电源技术的长足发展提供参考。     

美载人月球／火星探测核动力火箭方案

美航宇局(NASA)刘易斯研究中心公布了该中心技术小组研讨的载人月球、火星探测用核动力航天器的概要。该中心对它过去的核热动力法作了更为深入的研究,因此,这一研究方案得到了NASA本部、约翰逊空间中心以及担任空间探测研究局局长M.格里芬等的高度评价。 1.舱体结构是一个可重复使用的系统刘易斯研究中心研讨的航天器,使用了推力为0.33MN核热推进发动机,舱体结构是一个完全重复使用型的系统。直径10m、长约50m的重复使用型月球探测器不仅可用于月球探测,而且可用于火星探测。作为往返于月球的航天器,在轨道器上装配有月球着陆舱,可搭乘航天员和搭载补给物资,往     

“卡西尼”探测器飞往土星

1997年10月15日美国东部时间4时43分，美国航宇局的核动力空间探测器“卡西尼”（Cassin）在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角由大力神一4B火箭发射升空，开始了它历时7年、行程长达35X108km的土星之行。在抵达目的地土星之前，重达5．63t的“卡西尼”探测器在引力的作用下将两次掠过金星，1999年8月从9OOkm的上空掠过地球，然后掠过木星，最后于ZOO4年7月进入土星的轨道，开始对土星神秘的光环系统及它的卫星进行为期4年的考察。直探测土星的目的土星是太阳系中极富有神秘色彩的行星，它有～个彩色的光环系统环绕着，同时还有好些卫星围绕…     

大有前途的核动力火箭

近日，美欧宣布在ExoMars火星生命探测计划上展开合作。     

天基连续毫米波空间碎片探测雷达方案设想

<正>1空间碎片的尺寸和分布特性空间碎片是指除正常工作的航天器外所有在轨的人造物体,包括失效载荷、火箭残骸、操作性碎片、由爆炸和碰撞产生的残碎片、固体火箭的燃烧剩余物、核动力卫星泄露的冷却剂以及航天器老化而脱落的表面材料和组件等。据统计,目前已经有约6000t太空垃圾在绕地球飞速运转。目前能够编目跟踪的尺寸在10cm以上的空间碎片约有1.8万个,1~10cm以下的空间碎片据估计有70万个。     

美国海军最新攻击核潜艇——“弗吉尼亚”号举行命名仪式

美国海军最新一艘核动力攻击潜艇“弗吉尼亚”号（Virinia SSN 774),于2003年8月16日在通用动力电船邮门康乃迪克州葛罗顿的船坞举行下水命名仪式。该潜艇将继续舾装，在2004年递交海军。     

基于AMTEC的空间核反应堆电源热力学性能分析

随着深空探测任务不断推进,空间探测器对于动力的需求也在不断提升,基于碱金属热电转换器(Alkali Metal Thermal to Electric Converter,AMTEC)的空间核反应堆电源系统由于其自身优良的特性被广泛关注.基于热力学第一和第二定律,结合空间核反应堆电源系统内部热力过程能量传递特性,建立了...