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[原创]末来人类外星任务运载火箭运力的上限将取决于空间核反应堆的重量规模

末来人类外星任务运载火箭运力的上限将取决于空间核反应堆的重量规模

按目前的发展态势,一次性液体运载火箭被抛弃注定就是时间迟早的问题。但固体燃料助推器的生产由于与弹道导弹的生产关系极大,因此无论价格高低,未来几十年时间里各国的运载火箭领域固体燃料助推器的使用都必须依旧维持下去。

在完全可重复使用火箭的冲击大潮中,目前价格最为昂贵的一次性氢氧发动机主芯级火箭将首当其冲。而一次性烃类燃料液体发动机主芯级火箭将是其次。因此,高凉陈君认为目前每一次发射价格就高达 8 亿美元的美国 SLS 火箭的放弃,也注定只是时间迟早的问题。

当然,如果美国政府有心要挽救 SLS 火箭的迅速衰落命运(尽量降低其的运营成本、延长其的服役时间),办法也还是有的,那就是末来必须要使用 5 台(或者 7 台)高空点火型号的 BE4 甲烷发动机来替换 SLS 火箭目前使用的造价昂贵的 RS25 巨型氢氧发动机。之后再改为捆绑上 4 枚推力达 1600 吨级的巨型固体燃料助推器。氢氧发动机上面级则维持不变。

如此升级改进之后, SLS 火箭还是能够维持 LTO 运力 40 50 吨的水平,用于建设小型的月球驻人考察站也完全足够。而且重要的是诺格、波音与洛克达因三方目前的利益平衡局面也依旧能够维持下去。如果美国政府要决心补偿洛克达因公司因停产 RS25 氢氧发动机所造成的损失,也可以再投资 20 亿美元让其将 J2X 巨型低温上面级发动机研制完成,以后再使用 J2X 发动机来取代掉老旧的 RL10 上面级发动机就了事。展望未来,氢氧发动机只能退守上面级火箭领域的命运己成定局。那怕是强大如美国的 RS25 巨型氢氧发动机也无法例外。

如果末来诺格公司能够研制出推力高达 2500 吨级的巨型固体燃料助推器(捆绑 4 枚,合计起飞推力 10000 吨),改为使用 BE4 高空点火版甲烷发动机的 SLS火箭其 LTO 运力要做到 60 70 吨都是没难度的。如此也不必畏惧太空探索公司 BFR 巨型火箭的全方位挑战了。而且冷战时代阿罗吉特公司就研制过推力高达 2600 吨的固体燃料助推器,为了美国固体燃料生产企业的荣耀,诺格系统与阿罗吉特是时候必须将神器都通通拿出“用一用”的关键时候了。

高凉陈君认为,末来人类外星运载火箭运力的上限将主要取决于空间核反应堆的重量规模。象要在月球上建设常驻 30 60 人规模的大型月球科学考察站,就必须要使用到目前地球上海军攻击型核潜艇级别的核反应堆。但目前地球上那怕是体积重量最小的法国攻击型核潜艇的核反应堆模块重量也达几百吨(能供 40 50 人长期使用的外星用核反应堆那怕能够优化设计,重量也会达 100 吨左右)。因此,高凉陈君认为未来人类月球任务火箭的 LTO 运力上限至少要达 250 300 吨的区间(即以能够一次性就发射一个美国弗吉尼亚级攻击核潜艇使用的完整核反应堆模块到月球表面为运力需求上限)。而要研制 LTO 运力达 250 吨至 300 吨的超级火箭,未来推力达 3000 吨级的巨型固体燃料助推器与 400 多吨的大单室烃类燃料液体发动机还是有着非常广泛的应用空间的。

未来核潜艇用核反应堆的质量上限就直接决定了人类外星运载火箭的运力上限。以海军攻击型核潜艇所用的核反应堆模块的重量来“倒推”未来人类月球、火星、小行星乃至木卫二登陆任务运载火箭的运力需求上限区间,这的确是一个非常有趣又极为重要的话题。

参考今天地球上海军核潜艇的长期应用经验,末来无论是月球还是小行星、火星、木卫二任务,总人口规模达 40 50 人的大型驻人科学考察基地,使用核反应堆供应能源才是

长久的正道。

但鉴于核反应堆的特殊性,出于安全风险考虑,在发射时又必须一步到位迅速进入脱离地球的飞行轨道,因此以外星专用核反应堆模块的重量上限来倒推月球、小行星、火星与木卫二专用任务火箭的运力上限区间,也是完全可行的一条分析思路。

陈天(高凉陈君)[size=10.5]

2019 2 20

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