一种新型核热推进反应堆燃料已在美国宇航局马歇尔太空飞行中心进行了成功测试,希望该燃料能够在不远的将来将人类带到火星。
从目前的情况来看,到达这颗红色星球将是一项漫长的任务。火星距地球平均 1.4 亿英里。 “前往火星的宇航员将离开我们的星球大约三年,而不是为期三天的月球旅行。”美国宇航局解释并补充说,这样的任务需要机组人员在长时间的旅行中保持自给自足。
“面对单向长达 20 分钟的通信延迟、设备故障或医疗紧急情况的可能性,以及定量配给食物和补给的迫切需要,宇航员必须能够在地球团队提供最少支持的情况下应对一系列情况。 ”
美国国家航空航天局(NASA)以及任何其他关注地球执行载人任务的机构都宁愿尽可能缩短这一旅行时间,以确保宇航员的安全。抛开其他因素不谈,让宇航员在没有地球保护大气层的情况下暴露在更高水平的辐射下并不理想。
然而,我们是达到极限我们可以推动人类以及他们赖以生存的所有事物跨越太空多远多快。传统的化学推进力受到自身质量的限制。要让宇宙飞船达到良好的速度需要花费大量的时间,使用这些方法将至少需要六个月才能到达这颗红色星球,而回程的时间大约相同。
因此,科学家们正在研究其他推进方法,从推进器至。一种有前景的选择是核热推进(NTP)。
美国核能办公室表示:“NTP 系统的工作原理是通过反应堆堆芯泵送液体推进剂(最有可能是氢气)”解释。 “铀原子在核心内部分裂并通过裂变释放热量。这个物理过程加热推进剂并将其转化为气体,气体通过喷嘴膨胀以产生推力。”
有人建议,作为 2023 年 NASA 创新先进概念 (NIAC) 计划的一部分提出的一类核热和核电推进 (NTP/NEP) 系统可以将前往火星的旅行时间缩短到更容易忍受的程度。45天。
通用原子电磁系统 (GA-EMS) 正在为 NTP 系统开发燃料 - 在 NASA 马歇尔太空飞行中心 (MSFC) 与 NASA 联合进行的多次高强度测试中,该燃料经受住了 2,600 开尔文 (2327 °C 或 4,220°F)。
GA-EMS 总裁斯科特·福尼 (Scott Forney) 在一份报告中表示:“最近的测试结果代表了 NTP 反应堆燃料设计成功示范的一个重要里程碑。”陈述。 “燃料必须能够承受在太空中运行的 NTP 反应堆通常会遇到的极高温度和热氢气环境。我们对积极的测试结果感到非常鼓舞,证明燃料可以在这些运行条件下生存,使我们更接近实现地月和深空任务安全、可靠的核热推进的潜力。”
这些测试的目的还在于了解燃料是否能够承受太空的“极端操作条件”。
“据我们所知,我们是第一家使用 NASA MSFC 的紧凑型燃料元件环境测试 (CFEET) 设施来成功测试和演示燃料在氢代表温度和升温速率下热循环后的生存能力的公司,”博士GA-EMS 核技术和材料副总裁 Christina Back 补充道。
“我们还在 GA-EMS 实验室的非氢气环境中进行了测试,结果证实该燃料在高达 3000 K [2,727°C 或 4,940°F] 的温度下表现异常出色,这将使 NTP 系统成为可能比传统化学火箭发动机的效率高两到三倍,”巴克继续说道。
“随着我们成熟并测试燃料以满足未来地月和火星任务架构的性能要求,我们很高兴继续与 NASA 合作。”
当然,在 NASA 考虑采用这项技术之前,还需要进一步的设计和测试。但如果一切顺利,这可能会大大缩短人类登陆火星所需的时间。