一種新型核熱推進反應器燃料已在美國太空總署馬歇爾太空飛行中心進行了成功測試,希望該燃料能夠在不遠的將來將人類帶到火星。
從目前的情況來看,到達這顆紅色星球將是一項漫長的任務。火星距地球平均 1.4 億英哩。 “前往火星的宇航員將離開我們的星球大約三年,而不是為期三天的月球旅行。”美國太空總署解釋並補充說,這樣的任務需要機組人員在長時間的旅行中保持自給自足。
「面對單向長達20 分鐘的通訊延遲、設備故障或醫療緊急情況的可能性,以及定量配給食物和補給的迫切需要,太空人必須能夠在地球團隊提供最少支援的情況下應對一系列情況。
美國國家航空暨太空總署(NASA)以及任何其他關注地球執行載人任務的機構都寧願盡可能縮短這一旅行時間,以確保太空人的安全。拋開其他因素不談,讓太空人在沒有地球保護大氣層的情況下暴露在更高水平的輻射下並不理想。
然而,我們是達到極限我們可以推動人類以及他們賴以生存的所有事物跨越太空多遠多快。傳統的化學推進力受到自身品質的限制。要讓太空船達到良好的速度需要花費大量的時間,使用這些方法將至少需要六個月才能到達這顆紅色星球,而回程的時間大約相同。
因此,科學家們正在研究其他推進方法,從推進器至。一個有前景的選擇是核熱推進(NTP)。
美國核能辦公室表示:“NTP 系統的工作原理是透過反應器堆芯泵送液體推進劑(最有可能是氫氣)”解釋。 「鈾原子在核心內部分裂並通過裂變釋放熱量。這個物理過程加熱推進劑並將其轉化為氣體,氣體通過噴嘴膨脹以產生推力。”
有人建議,作為 2023 年 NASA 創新先進概念 (NIAC) 計劃的一部分提出的一類核熱和核電推進 (NTP/NEP) 系統可以將前往火星的旅行時間縮短到更容易忍受的程度。45天。
通用原子電磁系統 (GA-EMS) 正在為 NTP 系統開發燃料 - 在 NASA 馬歇爾太空飛行中心 (MSFC) 與 NASA 聯合進行的多次高強度測試中,該燃料經受住了 2,600 開爾文 (2327 °C 或4,220 °F)。
GA-EMS 總裁 Scott Forney 在一份報告中表示:“最近的測試結果代表了 NTP 反應器燃料設計成功示範的一個重要里程碑。”陳述。 「燃料必須能夠承受在太空中運行的 NTP 反應器通常會遇到的極高溫度和熱氫氣環境。我們對積極的測試結果感到非常鼓舞,證明燃料可以在這些運行條件下生存,使我們更接近實現地月和深空任務安全、可靠的核熱推進的潛力。
這些測試的目的還在於了解燃料是否能夠承受太空的「極端操作條件」。
「據我們所知,我們是第一家使用 NASA MSFC 的緊湊型燃料元件環境測試 (CFEET) 設施來成功測試和演示燃料在氫代表溫度和升溫速率下熱循環後的生存能力的公司,」博士GA-EMS 核子技術和材料副總裁Christina Back 補充道。
「我們也在 GA-EMS 實驗室的非氫氣環境中進行了測試,結果證實該燃料在高達 3000 K [2,727°C 或 4,940°F] 的溫度下表現異常出色,這將使 NTP 系統成為可能比傳統化學火箭引擎的效率高兩到三倍,」巴克繼續說道。
“隨著我們成熟並測試燃料以滿足未來地月和火星任務架構的性能要求,我們很高興繼續與 NASA 合作。”
當然,在 NASA 考慮採用這項技術之前,還需要進一步的設計和測試。但如果一切順利,這可能會大大縮短人類登陸火星所需的時間。