这一新的美国宇航局核动力推进概念可以在45天内到达火星

广告

在持续的太空竞赛中,美国宇航局花了几十年时间探索核动力。美国国家航空航天局几年前重新启动了它的核努力,以生产双峰式核推进系统——由NTP和NEP组成的两部分系统——可能允许100天的火星过境。

作为2023年NASA创新先进概念(NIAC)计划的一部分,NASA选择了第一阶段的核概念开发。这种新型的双峰式核动力推进系统采用了“波浪转子顶周期”,有可能将前往火星的时间缩短至45天。

佛罗里达大学高超声速项目区域负责人、佛罗里达工程应用研究(FLARE)团队成员Ryan Gosse教授以“带有波浪转子顶顶循环的双峰NTP/NEP”为主题提出了这一想法。

NAIC选择了Gosse的提案作为今年第一阶段开发的14项提案之一,其中包括1.25万美元的拨款,以帮助相关技术和程序成熟。

核推进最终归结为两个概念,它们依赖于广泛开发和验证的技术。首先,核热推进(NTP)的循环包括一个核反应堆加热液氢(LH2)推进剂,将其转化为电离氢气(等离子体),然后通过喷嘴漏斗产生推力。

多次尝试创建和测试这种推进系统,特别是1955年美国空军和原子能委员会(AEC)合作的“流浪者计划”(Project Rover)。

另一方面,核电力推进(NEP)使用核反应堆为霍尔效应推进器(离子发动机)发电,通过电离和加速惰性气体(如氙)来产生推力。

与传统的化学推进相比,这两种系统都具有显著的优势,例如更高的比冲(Isp)等级,燃料效率和几乎无限的能量密度。

Gosse的巧妙概念结合了NTP和NEP的优点。具有900秒特定脉冲(lsp)的NERVA固体核反应堆是他建议的双峰设计的基础。这是目前市场上化学火箭的两倍。

Gosse称,其推力水平也将与nerva级NTP概念相当,但Isp为1400-2000秒。

“加上NEP循环,占空比Isp可以进一步增加(1800-4000秒),而干质量的增加最少。这种双峰式设计使载人任务(45天到达火星)的快速过境成为可能,并彻底改变了我们太阳系的深空探索。”

使用目前的推进技术,载人火星之旅可能持续三年。这些任务将每26个月(地球和火星最近的时候)发射一次,飞行至少6到9个月。45天(6周半)的旅行周期将把整个任务时间缩短到几个月而不是几年。这将大大减少与火星任务相关的主要风险,如辐射暴露、微重力时间和相关的健康问题。

在太阳能和风能不总是可用的长时间地面任务中,除了推进外,还提出了新的反应堆设计。

由于更复杂的核应用,有朝一日载人前往火星和其他深空地点的任务可能成为可能。

广告

留下回复

你的电邮地址将不会公布。必填字段已标记