NASA资助的脉冲等离子火箭概念旨在2个月内将宇航员送上火星

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5月中旬雅虎新闻报道:美国宇航局(NASA)正与一家私营企业Howe Industries合作,基于脉冲裂变聚变(Pulsed Fission Fusion)原理共同研发一种脉冲等离子火箭(PPR)

脉冲等离子火箭 (PPR) 的简化图,图片摘自NASA官网

这种火箭发动机预期能够产生高达100,000牛顿的推力,并且具有5000秒的比冲,这一性能远远超越了现有的深空推进技术。搭载这种发动机的载人飞船,如果配备有重型防护装置,理论上能够在短短两个月内抵达火星。

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Howe Industries位于亚利桑那州,于 2015 年创立了。其脉冲裂变聚变技术源自20世纪50年代核武器研发时期。NASA计划将这一技术与Z箍缩技术相结合,以触发热核氘聚变,产生大量中子,进而在周围的铀或钍衬里中引发裂变反应,释放出巨大的能量。这些能量将被用来约束和加热聚变等离子体,最终通过磁喷嘴将其喷射出去,产生巨大的推力。

我们前几期文章就有提到过Z箍缩技术,作为最早的可控核聚变研究之一,它利用等离子体轴向电流产生的环形磁场来压缩等离子体,达到极高的温度,触发核聚变。Zap Energy公司已经在Z箍缩装置中实现了高达50万安培的稳定电流,并正在开发下一代百万安培电流的装置。他们预计,仅需65万安培的电流即可实现Q=1的可控核聚变。

NASA脉冲裂变-聚变团队的研究表明,将裂变-聚变目标封装在液态锂外壳中,并提供电流回路,可以使得改进的Z箍缩推进系统达到裂变临界状态。随后,裂变能量将提升聚变反应速率,产生更多中子,进一步促进裂变反应。这种推进系统结合了开放式循环聚变推进装置的高效率和裂变系统的紧凑性与简单性,理论上能够实现30000秒的比冲,从而实现一个月内抵达火星的目标,极大地提升人类探索太阳系乃至更远宇宙的能力。

目前,Howe Industries正在NASA“创新先进概念计划”(NIAC)的资助下进行第一阶段的研究工作,旨在将这种火箭技术应用于美国的月球和火星探测计划。这种结合了极高推力和高比冲的火箭技术,有潜力彻底改变太空探索的面貌。如果NASA决定进入第二阶段的开发,豪威工业将致力于提升发动机性能,并着手开发原型机进行测试,最终完成载人火星飞船的设计。

总的来说,脉冲等离子火箭技术正逐渐成为现实,有望开发出比现有任何火箭都更强大的推进系统,大幅缩短人类探索太阳系的时间,并有可能在未来几十年内实现星际空间探索的目标。

参考链接:

  • https://www.howeindustries.net/company
  • https://www.yahoo.com/tech/nasa-funded-pulsed-plasma-rocket-100000198.html
  • https://www.nasa.gov/general/niac-2024-selections/#hds-sidebar-nav-2
  • https://mp.weixin.qq.com/s/8rJlPIqNrLPvMtooujPiqQ