如果一枚載有核反應堆的火箭在前往深空的途中爆炸，該如何在洩漏之前找到放射性殘骸？核能推進的太空船在發生事故時對環境造成的污染風險極高。近期，一項新的研究提出了一種專門為核推進太空船設計的微型黑箱（Micro Black Box，MBB）概念。該裝置能夠記錄飛行數據並發送坐標，以防止核洩漏。這一概念由中國南京航空航天大學的工程師團隊提出。研究人員在論文中指出：「提出了一種微型黑箱，其質量為 4.5 公斤，尺寸為 ø16.5 × 16.8 釐米，能夠吸收 25,969 焦耳的衝擊能量。
微型黑箱的衝擊動力學通過模擬和實驗得到了驗證。」
微型黑箱能有效減少核洩漏風險
隨著太空機構對核能的興趣日益增長，NASA 正在開發其太空反應堆-1 自由太空船，計劃進行潛在的火星任務；而中國國家航天局（CNSA）則正在考慮一個核動力軌道器，旨在前往海王星。核裂變提供了抵達太陽系邊緣所需的巨大、持續的推力。然而，如何安全地將這些裂變材料從發射台運送至太空，仍然是一個令人畏懼的工程挑戰。如果發射載具發生破壞性異常，隨之而來的碰撞力量可能非常驚人。
太空船的墜毀速度可能高達數百米每秒，這將導致巨大的減速力，瞬間粉碎標準追蹤電子設備，使搜索團隊完全失去視野。
據報導，這一問題通過使用北斗衞星定位信標和飛行數據記錄器得以解決。這兩個設備被安裝在一個約 9.9 磅（4.5 公斤）的鋁合金圓柱體內，能夠準確告訴救援人員危險的核殘骸具體位置。該設備具有堅固的內部結構以確保存活。它的多層防護裝甲設計用於吸收 25,969 焦耳的衝擊能量。研究指出：「所提議的微型黑箱包含多個緩衝結構和材料，用以吸收衝擊能量並保護內部電子儀器，經過碰撞動力學模擬和實驗驗證。」
其外部鋁殼內部是能夠壓縮能量的鋁蜂窩。在此之下，是一層堅韌的鎂合金，接著是一層超彈性泡沫，能大量變形以承受動能衝擊波的衝擊。最後，核心層由太空級氣凝膠組成，能夠為敏感電子設備提供隔熱保護。
在一台 1,400 teraflop 的超級計算機上進行的初步測試預測，這一多層緩衝裝置將吸收 90.26% 的碰撞衝擊。為了證明這一點，研究人員進行了實驗，將原型裝置裝入 Davis 槍中，並以高速度發射至土堤，以模擬高速度碰撞。儘管外部鋁皮膚受到了輕微的損傷，但內部核心模塊卻毫髮無損，未發生變形或破裂，仍在持續發送信號。考慮到火箭也會飛越海洋，研究團隊已經對其設計進行了改進，提出了一種配備快速部署氣囊的升級版本。
在海洋模擬中，氣囊輔助的黑箱進一步降低了峯值碰撞加速度，達到 44.3%。值得注意的是，這一改進使得重型設備能夠在海面上穩定漂浮，以便快速打撈。
雖然碰撞是所有人都希望避免的最壞情況，但如果災難發生，微型黑箱確保我們不會在黑暗中尋找。該研究已發表在《太空航天學報》上。