核子火箭推進技術可將火星往返時間縮短至數月
科學家長期以來一直設想核電推進是一種釋放太陽系探索潛力的變革性技術。現在,兩家在該技術關鍵部件上穩步取得進展的公司聯手合作,有可能加速將這一願景變為現實的時間表。
Ad Astra 火箭公司花了二十多年時間開發可變比衝磁等離子體火箭(VASIMR),這是一種高效的電力推進系統。 VASIMR 透過使用強大的電磁場來電離和加速推進劑,產生高速等離子體排氣。
與傳統化學火箭相比,該系統具有出色的燃油效率。然而,這一優勢也伴隨著一個重大的權衡——推力水平低。實現引擎的最大推力和效率需要大量的電力——確切地說,超過100 千瓦。例如,VASIMR VX-200 原型機消耗了200 千瓦的輸入功率。
這種電力需求高得驚人,不幸的是,目前還沒有實際的方法利用現有的太空電力系統(如太陽能電池陣列或放射性同位素熱電發電機)來產生如此巨大的能量。
這正是太空核能公司(通常稱為SpaceNukes)透過其Kilopower 核分裂反應器專案發揮作用的地方。這家新創公司一直在穩步推進為太空應用而設計的核反應堆,並於2018 年在地面上成功展示了1 千瓦的系統。 Kilopower 反應器能夠連續產生高達10 千瓦的電力輸出至少十年。

在新的合作關係下,兩家公司將合作將SpaceNukes 的核子技術與Ad Astra 的推進系統結合,從而有可能實現效率和推力的最佳平衡。
VASIMR具有高度可擴展性和更大的功率輸出,Ad Astra強調,它的基本物理特性使其“與推進劑無關”,這意味著它可以使用各種具有成本效益的推進劑運行。
透過將高功率核反應器與高效能等離子引擎結合,兩家公司旨在開發一種推進系統,可以大大縮短未來機器人和人類探索任務的運輸時間。 SpaceNukes表示,往返火星的旅程可能只需要幾個月,而不是目前一年多的時間。
雖然該合作夥伴關係仍處於規劃的早期階段,具體時間表尚未最終確定,但目標是在2020年代末進行軌道演示,並在2030年代走向商業化。儘管仍有許多挑戰,但如果成功,這次合作將徹底改變深空探索。