太空中的原子能:一段历史
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第一章
引言

(边码1)近几十年来,技术变革急剧加速。今天的新突破几乎立即能通过电视传播给普通公众,并很快在明天就变为稀松平常。在这个飞速发展的时代,没有任何技术发展比空间技术和那些与核能相关的技术发展更受关注。这项为空间任务提供核能的技术,跨越了两个(核与空间)广泛的技术和科学发展领域。

尽管取得了许多瞩目的成绩,但太空时代和核时代都刚刚开始,它们可以追溯到第二次世界大战后。在整个20世纪50年代,两次技术革命获得了驱动力,并且在随后的几十年中,它们让全世界许多人感知到了这些惊人的技术功绩。同时,它们也影响了世界上的其他事件,并反过来受到影响。

1957年苏联人[2]发射了第一颗人造卫星,引发了美国国内对科学和教育的重新评估。最终,这引发了20世纪60年代的登月竞赛和宇航员尼尔·阿姆斯特朗迈出“人类的一大步”。随后,无人火星着陆任务、土星和木星飞越任务以及其他空间探测打破了旧观念,并导致太空科学家修正了理论,同时提供了一种先前几代人从未有过的宇宙观。

(边码2)在那些年里,核能也出现了戏剧性的发展,尽管在早先的欢呼声平息之后,核能的发展经常伴随着公众的关注。一开始从斯塔格球场[3]和阿拉莫戈多[4]试验场,敬畏与不祥的预感混合在一起,和平利用核能的努力一直受到对其无法控制的恐惧的影响。对越来越多的毁灭性炸弹的担忧和对放射性尘埃污染的恐惧促使人们齐心协力限制核试验并试图找到和平利用核能的途径。因此,AEC作为核武器开发项目的继承者,开始将更多的研发努力投入民用核能技术。根据AEC的历史,1966年“AEC的预算首次在武器(军用)与和平利用(民用)之间实现平均分配。”[1]然而,即使是核能的和平应用也将面临一些障碍。

放射性同位素电源计划,作为为太空任务开发SNAP的全局计划的一部分,是一系列和平利用核能活动之一。它受益于AEC在多年核武器研发过程中产生并拥有可用的大量钚材料。在美国参与太空竞赛的过程中,NASA部署并实施公众高度关注的任务,极大地促进了空间任务用同位素电源的发展。

然而,空间同位素电源计划一直是一个安静的计划,在某种程度上避开了公众对核能不断发展的担忧,因而几乎没有成为“太空奇观”[5]的明星。空间同位素电源之所以悄然发展,是因为它确实是一种“安静技术”。例如,它不涉及爆炸放能,也不需要人类干预核反应过程来诱发核裂变或聚变。它是一种类似电池的热能源,来自放射性元素的自然衰变;当应用于空间任务时,该技术远离地球环境。

放射性同位素电源计划的历史基本上是一个成功的故事,尽管它肯定不是一种直线式的成功[6]。虽然,该计划是在美国国防部的推动下由AEC发起的,但20世纪50年代后期作为“和平利用原子能”运动的一部分首次向世界公开——艾森豪威尔向世界展示了一种原子电池,并称赞了它的潜在和平用途。随后,虽然国防部支持了绝大部分放射性同位素电源装置的空间测试应用,但该计划却在民用航天机构NASA应用的推动下达到了成功巅峰。

(边码3)该计划从来就不是一项真正意义上的“大项目”,但的确是一项更大计划的重要组成部分,它扎根于空间—核领域发展因而比其“大哥”[7]具有更长的生命力。1961年春天,随着第一个RTG空间任务即将启动,在太空中使用核能的支持者正在规划未来技术的发展,这些技术将使美国人能够实现肯尼迪设定的目标——“到这个10年末期,让一个人登上月球”。他们宣称:“核火箭将把他带到那里……核电源将让他活在那里。”[2]

这里讲述的故事将展示该预言的第二部分如何通过使用放射性同位素电源实现[8]。它将描述RTG计划如何在20世纪70年代成熟,提供RTG产品,并使它们成为遥远行星及以远任务的重要组成部分。本故事将着眼于人为、组织、政治和社会等因素,这些因素对空间同位素电源在其历史上的生存和持续进步产生深远影响。

空间同位素电源计划的历史本质上是一个关于机遇、坚守和关注细节的故事——尤其是在有关它们的安全措施和公众舆论方面。归根结底,空间同位素电源计划在其整个历史中始终由一群人坚守,尽管他们周围的大型机构发生了组织变革,但只要当机会出现时,他们就会准备好在发射台展示他们所相信的技术。

故事从这个太空和原子时代技术的第一缕曙光开始。

参考信息来源

[1]Quoted from Alice L. Buck, A History of the Atomic Energy Commission(Washington:U.S.Department of Energy, July 1983),p.6.

[2]“Special Report on Nuclear Energy in Space,”Nucleonics, April 1961.(Quotations taken from cover page.)