被制裁后俄航天憋了个大招？核动力拖船将发射，多次往返月球木星

俄罗斯卫星通信社于2022年4月11日报道，“俄罗斯“宙斯”核拖船寿命十年足以完成多次飞行”，援引俄《俄罗斯航天》杂志的文章：

“一个核动力装置的预计寿命为10年，在此期间，该模块能多次完成任务，返回近地轨道与下一个有效载荷对接并用工作也为电动火箭发动机加油。”

被制裁后俄航天局憋了个大招？

从二月份俄乌冲突以来，西方对俄罗斯制裁手段层出不穷，全方位无死角地将俄罗斯“封杀”，而对俄罗斯航天局的制裁尤其让俄罗斯官方恼火，因为俄罗斯掌握了国际空间站轨道维持的重要舱段，因此俄国家航天集团总裁德米特里·罗戈津多次威胁要对国际空间站分家，让美国人骑着扫帚去国际空间站.....

在3月27日，罗戈津还就美国、加拿大和欧盟必须在31日前回复是否解除制裁的决定，但在最后通牒日到来之后，并没有出现各位想象美俄空间站分家，然后美国舱段绝望坠毁的那种大家喜闻乐见的局面，而是在4月初发表讲话称：

集团将在进行分析和向俄政治领导层报告后做出有关与伙伴在国际空间站方面合作的决定。

因此种花家当时就认为俄罗斯航天局的态度开始软化，至少已经没有了以前那种咄咄逼人的态度，似乎俄罗斯航天局开始认怂？此后几天确实也没有后续，不过到了4月11日，俄罗斯卫星通信社突然发布了俄罗斯将发射核动力拖船这样一条消息，有点莫名其妙，坊间有人认为，俄罗斯开始憋大招了，真是这样吗？

核动力拖船：究竟是什么原理？

“宙斯”核动力拖船第一次飞往木星的任务将耗时50个月，将从2030年持续到2034年，将对接飞往月球、绕月飞行的任务并返回地球与另一个有效载荷，随后合体的飞船站将飞向金星，完成重力机动并飞往木星的卫星。

准确地说我们并不关心这艘核动力拖船的任务过程，大致就是利用它带着探测器在金星的引力弹弓的作用下再飞向木星，但它究竟什么原理呢，真的能让俄罗斯宇航事业更上一个台阶吗？

核动力发动机到底有几种？

无论哪种发动机都绕不开一个原理，作为围观群众，就算见不到实物但要是能搞清楚原理也是极好的，那么核动力发动机到底有哪几种呢？

俄罗斯“宙斯”核动力拖船

1、核动力直接推进

核动力发动机中这种是最暴力的，代表就是猎户座飞船，可不是现在的NASA正在研制的猎户座，而是当年用核爆推进的猎户座飞船。

究竟是咋个暴力法呢？很简单，在飞船后面丢核弹（原子弹）爆炸，然后冲击波推进飞船前进，当然面向核爆方向的有一个辐射屏蔽盾以及振动吸收装置，到了大气层外，利用的则是核爆后蒸发的粒子撞击屏蔽盾，推动飞船前进。

这种方式的推进效率很低，连10%都不到，但不得不承认确实是有效的，只是污染实在是太大了，大气层一旦开启，估计其留下的放射性污染将会在大气层循环，最终沉降污染全球，就算能接受这个污染，但飞船一旦坠毁，估计将会遗祸几千年，而且在太阳系中这条放射性轨迹将一直存在，围绕这太阳公转，未来的载人航天之路还得避开它。

2、核动力加热工质推进

这个原理很简单，就是核裂变堆加热“水”，然后将这些膨胀后的蒸汽从尾喷管高速排出就成了飞船前进的动力，但是“水”却并不是我们熟悉的水，因为水分子有6个自由度，会浪费大量能量，一般情况下，科学家都比较倾向于用氢，就是各位熟悉的氢气。

将氢气加热，将喷管的扩张比做到足够大，而让燃气充分膨胀和冷却，将自由热能转化为单向分子运动产生推力，似乎很简单，不过发动机依然是比较复杂的，比如各种循环方式，这里就不展开了，有点复杂，比如开式循环结构简单，发动机容易制造，但因为浪费了氢气比冲略低。

因此比较实用的核动力发动机一般都会选择全流量闭式膨胀循环类型，当年美国洛斯阿拉莫斯就曾计划给航天飞机搭载这类发动机，而且还真测试过。

当然裂变堆的堆芯也做过改造，比如制成蜂窝煤形状，让氢气高速流过高温堆芯达到加热目的，但铀石墨混合材料的堆芯会和氢气产生反应，结果让苏联人用了富含氢的减速剂氧化锆给巧妙的解决了，从1970年到1988年，苏联共进行过30次核热火箭发动机的模拟试验，均取得了成功，研制了推力3.5吨的RD-0410和70吨的RD-0411两种核发动机。

其中RD-0410（РД-0410，GRAU索引号：11B91）的真空比冲达到了910秒，推力3.5吨，重量2吨，高3.5米，直径1.6米，尽管它不适合大气层内飞行，但绝对是宇宙航行的最佳利器，毕竟910秒的比冲是氢氧发动机的2倍不止，让现代火箭研制专家们口水哗哗的流。

3、核动力发电再用离子推进

这种模式来说，核动力就是一台发电机，比如制成核电池或者斯特林发电机再转换成电能，推动霍尔电推进发动机，这种发动机的本质是霍尔电推，而核动力则是提供了稳定的电源，不像太阳能电池那样需要庞大的面积来接收太阳能，并且在环太阳的轨道上均匀提供能量（太阳能电池的输出功率，到火星轨道就只剩下地球的一半，小行星轨道只有1/9，木星轨道只有1/16了）。

朱诺木星探测器的太阳能电池面积很大

所以核动力电池具有相当的优势，动力稳定，供电持久，几十年如一日地提供能量，当然这缺点是需要配置一台霍尔电推发动机，从比冲与推力来看，霍尔电推类型的离子发动机是最合适的（比冲只有1500S左右略低（静电离子发动机可以达到3000S以上，只是推力太低），但其推力更大，可以达到牛顿甚至数十牛顿级别）

俄罗斯的核动力发动机，到底是什么类型的？

将从2030年持续到2034年，将对接飞往月球、绕月飞行的任务并返回地球与另一个有效载荷，随后合体的飞船站将飞向金星，完成重力机动并飞往木星的卫星。

从这个描述来看，估计各位心里就有数了，因为从地球到木星的最近距离大约是5-6亿千米，抵达木星最快速度是“新视野号”探测器，从2006年1月19日发射，掠过木星是2007年2月28日，仅仅一年左右就抵达木星，这速度杠杠滴。

而俄罗斯的核动力拖船4年抵达木星，差不多就比伽利略探测器利用金星的引力弹弓再转到地球甩向木星要快一点（1989年10月18日发射，1995年12月8日抵达木星并开始服务），而且也比计划在2024年10月10日出发、2030年4月11日抵达的欧罗巴快船（Europa Clipper）木卫二多次飞掠探测器）要快得多。

欧罗巴快船的轨迹

总之这是一艘可以多次使用的“拖船”，从描述上来看，绝对不是丢核弹的暴力型核动力发动机，也不会是核动力喷气的发动机，最有可能的是核动力发电的霍尔电推发动机，基本上这个才是符合描述的动力类型。

与伽利略奔向木星的轨道有些相似

确实是俄罗斯的一个大招，毕竟到现在为止用这种核电池和电推发动机结合的类型还没有实际应用，对于深空探测器来说成本确实可以降低，因为只要送到近地轨道上就行，剩下的就是拖船带到目的地。

不过这个核动力拖船计划却不是最新的，这个计划最早可以追溯至2010年，在2021年9月份，俄罗斯卫星通信社也曾报道过“宙斯”号拖船的新闻，俄航天局选择在这个时机再次公布这个消息，也算是“憋大招”，在俄乌冲突之际提振下俄罗斯的国际形象，也让外界看到俄罗斯科学研究仍然继续发展，应付游刃有余！

参考：

https://sputniknews.cn/20220411/1040595814.html