美國宇航局秘密10年計劃曝光
60年前,美國原子發動機管理局開展了「漫遊」項目,並評估了首個核動力發動機。而現在NASA正在資助一項熱核火箭技術研發項目的第二階段工作,計劃在10年內成功進行地面試驗,並最終實現小型核熱火箭發動機的飛行試驗。
核熱火箭相比性能最好的化學燃料火箭,可以產生更大的推力並可提升一倍比沖,在深空探索的任務中可節省大量任務時間和成本,因此NASA又一次開始關注該技術。
NASA正在資助一項熱核火箭技術研發項目的第二階段工作
核熱火箭發動機基於核裂變反應堆,可加熱液氫推進劑,而不是點燃可燃推進劑。該技術最早可追溯到核時代,並且已在不同層面研究了50多年,但是這種具有潛在優勢的高推力推進系統,是在NASA最近計劃為火星探索及更遠的深空任務研發改進系統架構時,才引起關注。
使用性能良好的化學推進劑火箭執行往返火星任務需要三年以上的時間,使用太陽能電力推進系統需要的時間會更長。
如此漫長的太空旅行時間不僅使航天員長期暴露在有害的宇宙輻射中,還會影響任務速度,可能會減弱公眾對火星探索的興趣。
核熱火箭發動機基於核裂變反應堆
該核熱火箭項目的關鍵問題在於驗證機的可能尺寸,地面試驗地點以及相關選項。NASA計劃在未來幾年內解決這些基本問題。
圍繞該驗證機大小的最重要的問題是,在哪進行地面試驗和試驗什麼。第二階段所確定的主要任務包括研發,演示和驗證石墨複合核燃料部件,驗證機的概念設計,小型、可升級、低推力發動機的需求定義,地面試驗選項並編製成本可承受研製和試驗計劃。
發動機地面試驗計劃將在2022-2024年執行,飛行試驗可選擇推力規格為7500磅(約3.4噸)或16700磅(約7.5噸)的發動機。
博羅夫斯基表示,計劃執行的演示驗證任務非常簡單,為一次性點火的飛越月球任務,由一枚小型火箭發射。
由於不需要大量液氫推進劑,燃料貯箱的體積變小,點火後可無需擔心要長期貯存主動低溫冷卻器的問題。
繞月3天後,該演示驗證任務將為地球拍攝一張照片,執行月球引力助力機動操作使驗證機變軌進入深空而作丟棄處理。
月球飛越驗證機將由「德爾塔」4火箭發射
在Rover/Nerva 的研究基礎上,16700磅發動機將作為首選。為SNRE設計的35英寸(約0.9米)長的反應堆燃料元件,也可以用於16700磅發動機,該裝置僅比7500磅發動機略長,但能提供兩倍以上的動力。
NASA分析還顯示,3台相同的大型演示驗證發動機組合,可支持可重複使用的月球貨運、載人登陸和小行星勘探任務。
使用核動力火箭發動機,太空旅行時間將大幅削減。博羅夫斯基表示,當前,漸進式火星任務將把飛行時間降至9個月(250-270天),但若使用核熱火箭甚至更小的發動機,前往火星將只需要6個月,返回地球所需時間也在6個月內。
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