45天就到火星!NASA計畫運用核能大幅縮短旅程時間

編譯/Elisa

佛羅里達大學教授葛斯(Ryan Gosse)近日向美國太空總署提出一項名為核熱和核電推進(NTP/NEP)的新核動力推進概念,這是一種使用「波式轉子上循環式」(wave rotor topping cycle)的新型雙峰核能推進系統,能將前往火星所需時間縮短到只有45天。以目前人類技術的話,需要六到九個月才能到達火星,也代表火星任務可能需要好幾年,長期暴露在大量的致命輻射和待在微重力環境下,會對太空人健康產生負面影響。

核熱推進(NTP)概念是利用核反應爐加熱液態氫推進劑,轉化成電漿,再透過噴射裝置產生推力。而核電推進概念則是使用核反應爐,為霍爾效應推進器(Hall-Effect thruster)這個離子推進器供電,進而產生電磁場,使惰性氣體離子化並加速來產生推力。葛斯將核熱與核電推進優勢和他的新概念結合,提出一種以實心火箭飛行器用核引擎(NERVA)反應爐為主的雙峰設計,能提供900秒/公尺的比衝(Isp),比現有化學火箭性能高兩倍。更重要的是,葛斯建議使用波式轉子(Wave Rotor),利用反應爐加熱液態氫燃料產生的推力,進一步壓縮反應物質,能將比衝再提升到1400秒-2000秒/公尺。

核熱推進(NTP)概念是利用核反應爐加熱液態氫推進劑,轉化成電漿,再透過噴射裝置產生推力。示意圖:RF123

北美天文學新聞網站Universe Today報導,NASA長期以來一直考慮用核能推進概念做為火箭動力。2021年,前NASA太空人狄亞茲(Franklin R. Chang Díaz)成立的航太公司Ad Astra完成旗下電漿推進火箭88小時高功率耐力試驗,創下紀錄,公司也聲稱這款火箭能以時速197,950公里將人類送上火星。

資料來源:Interesting Engineering

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