阿拉巴马州的NASA正在研究下一步:宇宙飞船的核动力驱动
美国宇航局(NASA)需要将宇航员一路送到月球的太空发射系统(Space Launch System)火箭在11月首次无人飞行中迈出了一大步,证明了自己的实力。
马歇尔太空飞行中心,美国宇航局在阿拉巴马州亨茨维尔的推进中心。他开发了火箭的发动机。现在,该中心将目光投向月球以外,以加快飞往美国终极目标火星的航程。核动力发动机作为实现这一目标的方式正受到严格审查。
“我们在这方面发挥着主导作用,”NASA航空航天工程师杰森·特平在3月份表示。“我们是美国宇航局太空核动力推进的领导者。”
特平称这项努力是“全员参与的活动”,马歇尔是探索核动力的“许多不同伙伴关系的中心”。他说,NASA的其他中心、美国能源部、工业部以及大学和学院都参与其中。美国国防部(Defense Department)也是如此,他们已经开发出了能在海底推进潜艇的核发动机。
特平说,NASA想要“在整个太阳系中强大而持久的接入”,而核能可以实现这一点。他说,它可以提供比最好的化学燃料更好的性能。特平说:“当我说太空核动力推进时,我实际上是在谈论两种不同的推进系统:核热推进和核电力推进。”
传统火箭发动机的工作原理是在高压下加热气体,然后将气体从喷嘴后端排出。核动力基本上做着同样的事情,但它不需要燃料和氧化剂的组合来产生推力。这意味着携带更少的燃料来完成任务,从而提高性能。特平说:“你只需要一种可以加热的气体或液体,就可以用它产生推力。”这是因为反应堆可以成为“一种令人难以置信的热源,你可以用它来搅动其他东西并获得速度。”
“这允许灵活性,”他说。“我认为它可以在(地球和月球之间的广阔空间)实现快速有效的传输,可能还有更有能力的深空科学和探索机会。”他说,更快的火星之旅“对宇航员的安全和健康等问题很重要”。更短的太空时间意味着减少暴露在太空辐射和核能中的时间,可以让宇航员更容易回家。
核能也有自己的挑战。内部的“非常非常高的温度”意味着在建造和操作反应堆时对材料和制造的挑战。
特平说,重要的是,火箭科学家和工程师开始看到核能的作用。从目前关注的基础技术开始,还有很多需要探索的地方,并使这些技术能够做我们需要的事情。他说:“截至今年,我们最近宣布与DARPA(国防高级研究计划局)建立合作关系,我们将在2027年开发出核热火箭发动机原型。”
特平说:“重要的是,人们要了解这是亨茨维尔历史上闻名的地方,也是这个中心闻名的地方。”这是一项“全员参与的活动”。
DARPA并不是唯一的团队成员。合作伙伴包括其他政府机构、国防部、工业界和大学。“这当然是可行的,”特平说,“但这是一项艰巨的任务。”
至于目前的阿耳特弥斯计划,接下来是第二次载人绕月飞行。这组宇航员于本周被任命,包括宇航员杰里米·汉森、维克多·格洛弗、里德·怀斯曼和克里斯蒂娜·哈莫克·科赫。与此同时,亨茨维尔和其他地方的公司正在建造着陆器、栖息地和其他关键硬件,以便将下一批美国宇航员送上月球表面,执行阿尔忒弥斯III号任务。
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