透過與 Darpa 簽署開發核動力火箭的協議,NASA 正在尋找一種方便前往火星的方法……那麼銀河係其他地方呢?在(至少!)四年內的第一次測試啟動期間對專案可行性的反應。
核電不僅有利於能源生產:雖然與入侵烏克蘭有關的能源緊張局勢重新啟動了許多民用項目,但現在原子能終於可以進入太空。 NASA確實宣布正在與美國軍事技術局(Darpa)合作,透過DRACO計畫開發核太空火箭(敏捷地月操作示範火箭,或法語“在地月區域內進行敏捷操作的演示火箭”)。美國太空總署推文中顯示了這種推進器的理論動力的第一個目標:將首次載人任務發送到火星。
https://twitter.com/NASA/status/1617906246199218177?ref_src=twsrc%5Etfw%7Ctwcamp%5Etweetembed%7Ctwterm%5E161790624619921817%7C 是tw 9 b7c3a47%7Ctwcon%5Es1_&ref_url=https%3A%2F%2Fbo-pic-franceinfo.francetelevisions 。
因為如果月亮最近的成功佔據了人們很多的注意力阿爾忒彌斯任務– 這應該會導致人類重返月球 – 這顆紅色星球仍然是幻想的核心。一方面是伊隆馬斯克的努力,另一方面也是美國太空總署幾十年來一直致力於征服它的努力。這顆行星提出了核熱機可以幫助應對的許多挑戰。
時間,火星之旅的敵人
在我們討論引擎之前,讓我們先考慮一下為什麼設計它很重要:時間。雖然月球的固定距離為 384,400 公里,但火星距離我們平均為 2.25 億公里——近地點為 5,600 萬公里,遠地點為 4.05 億公里(而且太空發射不會沿直線進行!)。月球旅行已經是技術挑戰,而前往火星則不同。當我們的目標是讓男性參與時,事情變得更加困難。
除了許多任務已經付出代價的登陸之外,載人火星之旅的難度還與旅行時間有關。時間最多在 180-200 天左右波動。加上探索和返回的時間(大約三年的旅程!),這一持續時間帶來了兩個基本問題:保護與空間輻射相關的身體健康,以及保護長期與世界隔絕的人類的心理健康。 。因此,縮短這一持續時間對於降低風險至關重要。這就是原子發揮作用的地方。
比化學發動機更有效率的發動機
美國太空總署認為原子能有兩種形式:電動核引擎和熱核引擎。美國太空總署正在與美國國防部高級研究計劃局 (DARPA) 合作開發第二種類型的引擎。這種引擎的工作原理是將核反應器的熱量傳遞給液體推進劑。熱量將液體轉化為氣體,然後氣體膨脹並透過產生推力的噴嘴排出。事實證明,核反應器的推力比化學引擎的推力更大、更有效率(至少三倍!)。
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這是雙重打擊,因為這使得減少任務燃料的品質成為可能,NASA 估計燃料質量在 850 到 1,250 噸之間。而且(重要的是)它還可以將人類前往火星的旅行時間縮短至僅 100 天。對於將熱核引擎和電動核引擎結合在一起的雙模引擎來說,即使功率較小,但能夠提供恆定、持久的推力,甚至需要 45-50 天。
從灰燼中升起的推進力
無論選擇的解決方案是單峰還是雙峰,從理論上講,核引擎比化學推進具有非常顯著的優勢。但它也帶來了人類迄今從未能克服的風險。無論是出於技術原因還是政治原因。從技術角度來看,顯然是可裂變材料造成了首要問題。沒有「好的」民用集中區:空間需要,重量在機器的設計中至關重要。因此,選擇的都是高度濃縮的軍用材料。這也是推動NASA加入Darpa計畫的原因。誰仍然是主要承包商,也是唯一有能力獲得這種品質的放射性材料的承包商。
過去,美國和蘇聯都致力於核子推進。 1950 年代和 1960 年代的美國獵戶座計畫試圖利用爆炸的力量(!)將太空船推進太空。該項目在 20 世紀 60 年代初簽訂第一個部分核試驗條約後最終被埋沒。叫做涅爾瓦(用於火箭飛行器應用的核子發動機),這個計畫在1960年到1972年間接替了獵戶座。這項技術的有效復活。
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如果這種核推進引擎成為現實,太空核動力的「第一」將只用於高功率推進。因為我們已經有一段時間沒有發送了放射性同位素熱電發電機(RTG)在太空中。這些設備以鈽(美國、俄羅斯)或镅(歐洲)為基礎運行,幾十年來一直裝備在卡西尼號等探測器或毅力號等漫遊車上。並使得提供低強度推進和/或電力成為可能(透過電池電力,也可以間接保證推進)。
剩下的就是等待四年,DRACO 將於 2027 年進行首次試飛。
來源 : 美國太空總署