放射性可以为火星上的跳跃机器人提供动力

由放射性提供动力的跳跃航天器可以比典型的火星车（红色显示的范围）行驶得更远（绿色显示）。

科学家们现在建议，由放射性物质驱动的跳跃火箭可以帮助机器人跳过火星表面。

几十年来，轮式漫游车在火星上取得了非凡的发现，尽管只探测了火星的一小部分。崎岖的火星地形对他们来说往往是一个巨大的挑战，悬崖和陨石坑阻碍了他们的任务。

相反，科学家们正在探索火箭推进的跳跃式飞行器，这种飞行器可以在轮式漫游车梦寐以求的地方漫游。这个想法是将火星大气中的气体以喷气式发动机的形式喷出以获得推力。

许多关于火星蝗虫的想法已经提出，所有这些想法都面临着需要大量能量和低重量才能跳出有用距离的挑战。美国国家航空航天局科学家提出的一个概念是使用太阳能汽车，将火星大气中丰富的二氧化碳分解为氧气和一氧化碳，然后在传统火箭中作为燃料燃烧。中国的研究人员还探索了利用电池中的电力吸收和加热二氧化碳的概念，而法国的一个研究小组建议将镁粉作为燃料进行有限的跳跃。

现在，英国的科学家建议使用放射性同位素来帮助将气体挤压到推进器中，并将其加热以进行推进。他们计算出，这种漏斗可以在几年内研究火星上数百个位置。

几十年来，放射性同位素一直被用于为航天器提供动力——将钚等材料的热量转化为电能的放射性同位素热电发电机（RTG）已在美国国家航空航天局的先锋号、旅行者号、伽利略号、尤利西斯号、卡西尼号和新视野号航天器中使用，因为它们可以以相对较小的重量发电。

英国莱斯特大学的航空航天工程师、研究员雨果·威廉姆斯说：“放射性同位素动力源已经多次作为航天器的一部分发射。”

现在，研究人员和总部位于巴黎的太空制造商Astrium（欧洲航空防务和航天公司（EADS）的子公司）以及爱达荷州国家实验室的空间核研究中心合作，提出放射性同位素可以为设备提供动力，既能将大气中的二氧化碳压缩成液体，又能将其作为推进剂加热。

威廉姆斯说：“与包括地基核电在内的任何安全关键工程系统一样，安全是主要的设计驱动因素，任何核活动都受到严格监管。”“料斗将借鉴这些经验和设计标准，并将接受广泛的测试程序，以证明其符合安全要求。”

使用这种电源代替传统电池的主要优点是，随着时间的推移，它可以产生更多的能量。它也不需要像太阳能设计那样留在火星阳光充足的地区，也不必将燃料一直运送到火星。

威廉姆斯告诉太空网：“因为该飞行器可以从大气中原位收集推进剂，它有可能具有很长的寿命，因此可以访问许多感兴趣的地点。”

至少，研究人员发现这种漏斗可以跳0.6英里（1公里）。如果他们使用碳化硼等高性能陶瓷，他们可以通过将气体加热到2780华氏度（1525摄氏度）左右来实现更大的距离。

莱斯特大学的太空科学家、研究员理查德·安布罗西说：“扩大跳跃距离基本上取决于携带更多的推进剂、更少的质量，并为核心选择最佳质量——这意味着尽可能节省部件的质量，或许还可以减少携带的科学仪器的数量。”“飞行范围、着陆测量的频率和携带的仪器数量之间有一个非常有趣的折衷方案。这是一个很好的例子，说明许多组织之间需要进行讨论，才能找到符合特定科学要求的最佳解决方案。”

研究人员设想了一个直径约10英尺（3米）、质量约880磅（400公斤）的漏斗。

莱斯特大学的太空科学家奈杰尔·班尼斯特研究员说：“在飞行间隙，飞行器将重新加热核心，压缩二氧化碳以填充推进剂罐，并进行科学实验。”“一周是这一转变的合理初始估计，但在最终设计中，压缩系统的设计可以使加油时间与科学实验的预期持续时间相似。”

11月17日，科学家们在《英国皇家学会学报A》上在线详细介绍了他们的发现。