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概念性直接融合驱动引擎,可让飞行器 2 年抵达土卫六

2024-11-24 206


保守派认为,核融合技术至少还要 30 年才会有明显突破,虽然在武器领域有点成绩,比如氢弹,但它目前很难转换成可靠安全的动力源。科学家正在尝试开发一种概念性核融合驱动器,目标是应用在太空探测器中,如果能正确使用,这种驱动系统可以让太空飞行器在 2 年内就到达土卫六泰坦,比过去探测器速度快了 3 倍。

由美国普林斯顿电浆物理实验室(Princeton Plasma Physics Laboratory,PPPL)工程师 Samuel Cohen 领导的团队,正在进行这项普林斯顿磁场反转位形实验-2(PFRC-2)研究核融合驱动器,称为直接融合引擎(direct fusion drive,DFD)。

尽管尚处于开发早期阶段,不过团队试着结合无中子核融合(Aneutronic Fusion)的优点,比如极高功率重量比(比功率,简称功重比、pwr),燃料包含氘和氦-3 同位素,这种结果让引擎只需一点点燃料、性能就胜过当今常用的化学或电力推进系统。此外,DFD 引擎可在低功率模式下供 4~5N 推力,仅比化学火箭长时间下的推力输出略少,从本质上讲,DFD 融合了化学与电力推进两种飞行系统的优点。

研究人员在新论文中选择土卫六泰坦作为 DFD 引擎太空飞行器的目的地,这颗星球拥有浓厚大气层且可能充满有机分子,成分也与早期地球相似,科学家高度怀疑泰坦有生命体的存在。

和过去前往土星系统的探测器如:卡西尼号相比,DFD 引擎只有在一开始与抵达目的地之前需施加推力,其余时间推力恒定,不到 2 年就可以抵达土星系统,反观卡西尼号,不只需借助金星与地球的重力助推来加速,还要花快 7 年才能到土星系统。

除了泰坦,科学家也提议过将这种引擎整合到猎户座太空船(Orion),如果成真,则现有技术可以让载人火星任务的飞行时程从 9 个月缩短到 4 个月。

  • Next Generation Travel: Direct Fusion Drive Can Get Spacecrafts to Titan in Two Years
  • Impatient? A Spacecraft Could Get to Titan in Only 2 Years Using a Direct Fusion Drive

(首图来源:Princeton Satellite Systems 影片截图)

2020-10-23 02:02:00

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