美国宇航局资助的新“核火箭发动机”可在 45 天内到达火星

什么是核火箭发动机？核火箭发动机有两个主要概念。一种是“核热火箭发动机”。它在核反应堆中加热液态氢，将其电离（等离子体），然后从喷嘴喷出以进行推进。 20世纪50年代以来，太空竞赛达到顶峰，美国和苏联曾尝试研制核热火箭发动机，但至今未付诸实际应用。另一个是“核电火箭发动机”。它利用核反应堆产生的动力推动霍尔式推进器（离子发动机）并产生电磁场。这是一个电离和加速惰性气体（如氙气）以获得推进力的系统。 2003 年至 2005 年，NASA 的“普罗米修斯计划”尝试开发核动力电动火箭发动机。与传统的化学火箭发动机相比，这两种发动机都具有很大的优势，例如优越的比冲（表示推力对燃料质量流量的影响）和几乎无限的能量密度。例如，核电火箭发动机的优势是比冲达到10000秒以上，这意味着它可以保持近三个小时的推力。另一方面，推力远低于传统火箭发动机，更不用说核发动机了。还有散热问题。另一方面，核热火箭发动机在速度变化较大的任务中存在如何处理初始和最终质量分数的问题。图片来源：NASANASA 资助的新型核火箭发动机 NASA 从每年提交的数百个想法中选择大约 10 个来资助资金和技术，以“让科幻世界成为现实。”该计划被称为 NASA 创新先进概念（尼亚克）。这次的核火箭发动机是2023年入选的发动机之一，提案是由佛罗里达大学Ryan Gosse教授领导的研究小组提出的。 Gosse 教授和其他人提出的建议是两全其美的。结合了“核热推进”和“核电推进”并装有“波动转子”的混合动力发动机。据说45天就有可能到达火星/图片来源：/Ryan Gosse 基于美国在1960年代推进的核热火箭发展计划“NERVA项目”的核反应堆，核电火箭引擎它是一种混合设计，结合了它还具有脉动增压器“Wave Rotor”。这是一种利用排气管内压力升高时产生的压力波来压缩吸入空气（进气）的技术。核热火箭发动机的波转子利用反应堆加热燃料产生的压力压缩反应物。由此可以获得与NERVA项目发动机相同的推力，比冲将达到1400-2000秒。通过将其与核电火箭发动机相结合，比冲增加到 1800-4000 秒。改造未来太空技术使单程45天到达火星成为可能。理论上，这种混合核发动机可以在45天内到达火星。这可能会彻底改变载人航天任务和太阳系探索。使用传统火箭，到达火星需要 250 天（8 个月）。如果您进行一年的实地调查，任务将持续三年。但是，如果单程需要 45 天（6 个半星期），任务可以在几个月内完成。考虑到辐射和微重力等对人体的风险，这一点非常重要。除了核发动机，2023 NIAC 计划还选择了裂变/聚变混合反应堆，这些反应堆可以在太阳能或风能并不总是可用的地方供电。随着这种核能技术的发展，有朝一日不仅可以用于火星，也可以用于遥远宇宙的载人任务。后记：（2023/01/25）我会更正部分文字并重新发送。参考资料：新的 NASA 核火箭计划旨在在短短 45 天内到达火星：ScienceAlert / 作者 hiroching / 编辑 / parumo