英國(guó)企業(yè)研發(fā)核聚變火箭:時(shí)速80萬(wàn)公里,前往火星的時(shí)間可以減半
劃重點(diǎn):
- Pulsarr1英國(guó)初創(chuàng)公司 Fusion正在制造一種核聚變火箭,它可以減少一半的時(shí)間去火星旅行。
- 現(xiàn)在的太空旅行需要宇航員長(zhǎng)時(shí)間暴露在微重力和輻射環(huán)境中,這很容易導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)。
- 3采用核聚變技術(shù),Pulsar Fusion的核聚變火箭可以大大提高飛行速度。預(yù)計(jì)2025年將對(duì)這類火箭進(jìn)行檢測(cè),2027年將達(dá)到核聚變溫度。
Pulsarr英國(guó)航空航天創(chuàng)業(yè)公司 Fusion正在開(kāi)發(fā)核聚變火箭。該公司表示,這種火箭將大大縮短航天員前往火星和其他太空目的地的時(shí)間,從而幫助人類探索目前遙不可及的地方。
當(dāng)前太空旅行需要宇航員長(zhǎng)期暴露在微重力和宇宙輻射下,這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問(wèn)題。這意味著美國(guó)宇航局(NASA)為了讓宇航員能夠健康地回到地球,有必要將未來(lái)的火星任務(wù)縮短到更短的時(shí)間。他們來(lái)回執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間一般不超過(guò)4年。
然而,僅僅用我們目前的火箭推廣技術(shù)將宇航員送到火星需要7個(gè)月的時(shí)間??紤]到返回地球的時(shí)間,近三分之一的火星宇航員的任務(wù)時(shí)間將被浪費(fèi)在路上。
總部位于英國(guó)的航空航天公司Pulsarr,以改變這一局面。 Fusion認(rèn)為,利用核聚變能量,可以將前往火星的時(shí)間縮短一半,將前往土星衛(wèi)星土衛(wèi)六的時(shí)間從10年縮短到2年。
這個(gè)聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō),但是Pulsar 查德·迪南,F(xiàn)usionCEO(Richard Dinan)表示,核聚變研發(fā)推進(jìn)技術(shù)是“必然”的?!澳阋獑?wèn)問(wèn)自己,人類能否實(shí)現(xiàn)核聚變?”假使我們做不到,那么這一切都無(wú)關(guān)緊要。但是,如果我們能夠做到這一點(diǎn),那么核聚變技術(shù)的研發(fā)就是必然趨勢(shì)。它是人類不可抗拒的進(jìn)化空間。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況,是因?yàn)檫@種應(yīng)用是不可抗拒的?!?/p>
迪南補(bǔ)充道:“在我們不斷發(fā)展的太空經(jīng)濟(jì)中,人類迫切需要更快的技術(shù)推廣,核聚變提供的動(dòng)力是傳統(tǒng)離子推進(jìn)器目前在軌道上使用的1000倍?!?/p>
那么核聚變是如何實(shí)現(xiàn)的呢?事實(shí)上,當(dāng)兩個(gè)原子合并時(shí),核聚變就會(huì)發(fā)生。這個(gè)過(guò)程會(huì)在不造成有害排放的情況下釋放大量的能量。長(zhǎng)期以來(lái),核聚變的應(yīng)用一直是綠色能源領(lǐng)域的目標(biāo)。
通過(guò)將超熱等離子體放入磁場(chǎng),幾個(gè)研究小組已經(jīng)成功觸發(fā)了核聚變反應(yīng),但目前持續(xù)反應(yīng)時(shí)間很短。現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何保持這個(gè)過(guò)程。Pulsar 詹姆斯·蘭伯特,F(xiàn)usion首席財(cái)務(wù)官(James Lambert)他說(shuō):“科學(xué)家們還不能控制湍流等離子體,因?yàn)楫?dāng)它被加熱到數(shù)億度時(shí),反應(yīng)就會(huì)停止。
Pulsar Fusion企業(yè)的計(jì)劃是制造核聚變火箭,利用原子反應(yīng)產(chǎn)生的排氣速度,最終以80萬(wàn)公里的速度推動(dòng)航天器前進(jìn)。目前,迄今為止載人火箭最快的航行速度是近4萬(wàn)公里。
對(duì)于Pulsar 對(duì)于Fusion來(lái)說(shuō),深空旅行的未來(lái)主要取決于核聚變推進(jìn)技術(shù)。與地球上用于發(fā)電的核聚變技術(shù)相比,太空中使用的核聚變技術(shù)要簡(jiǎn)單得多。部分原因是太空非常冷,幾乎完全真空,有利于核聚變反應(yīng)。與現(xiàn)有的推進(jìn)系統(tǒng)相比,這些反應(yīng)產(chǎn)生的巨大能量會(huì)產(chǎn)生超快的飛行速度,只需要少量的燃料。
假如Pulsar Fusion能夠成功,它的核聚變火箭將大大減少將人和無(wú)人裝置送到太陽(yáng)系其它目的地的時(shí)間。這家公司推動(dòng)亞當(dāng)·貝克(Adam Baker)他說(shuō):“核聚變火箭不再需要幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間,而是讓我們把人送到火星,并在幾個(gè)星期內(nèi)把他們帶回來(lái)。這能使我們來(lái)回太陽(yáng)系內(nèi)外,送人去看土星光暈或木星衛(wèi)星?!?/p>
Pulsar Fusion最近與航空航天研發(fā)公司普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)公司合作。(PSS)一項(xiàng)合作研究將利用人工智能模擬核聚變火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱等離子體。該公司還宣布,它已經(jīng)開(kāi)始在英國(guó)建造近8米的大型聚變反應(yīng)室,并努力成為第一家在太空發(fā)射核聚變動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的公司。
Pulsar Fusion的目的是在2025年啟動(dòng)這個(gè)反應(yīng)室,并在2027年達(dá)到核聚變溫度。之后,為了證明核聚變火箭可能會(huì)為下一個(gè)太空探索時(shí)代增加動(dòng)力,將在軌道上進(jìn)行試射。
即使這個(gè)系統(tǒng)很貴,迪南也說(shuō):“空間里的速度可以用錢(qián)買(mǎi)到。如果我能在太空中為你節(jié)省很多時(shí)間,我們可以為你收取所有的費(fèi)用?!?/p>
這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,即使在目前的系統(tǒng)中沒(méi)有得到證實(shí),它的基本物理原理也很容易理解:核聚變的工作原理類似于太陽(yáng),磁場(chǎng)中會(huì)控制超熱等離子體。蘭伯特說(shuō):“困難在于知道如何在磁場(chǎng)中保持和限制超熱等離子體。等離子體的行為和天氣系統(tǒng)一樣,很難用傳統(tǒng)技術(shù)預(yù)測(cè)?!?/p>
迪南說(shuō):“我們目前制造的衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣速度高達(dá)每秒40公里。我們希望這個(gè)速度能通過(guò)核聚變提高10倍以上。如果我們的火箭檢測(cè)能在2027年向航空航天合作伙伴演示時(shí)達(dá)到核聚變溫度,那么這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)減少火星任務(wù)時(shí)間的一半,將飛往土星的時(shí)間從8年減少到2年,最終使人類能夠離開(kāi)我們的太陽(yáng)系?!?/p>
他補(bǔ)充道:“即使我們?cè)?025年初發(fā)射,我們也會(huì)讓我們的合作伙伴在每一步都保持最新的狀態(tài),我們會(huì)知道我們是否在正確的軌道上。然后,我們將需要在軌道上進(jìn)行試射。對(duì)于核聚變社區(qū)來(lái)說(shuō),人工智能確實(shí)有潛力幫助我們開(kāi)發(fā)一個(gè)可以進(jìn)行星際旅行的發(fā)動(dòng)機(jī)?!?/p>
最后,迪南說(shuō):“如果我們想在人類的一生中離開(kāi)太陽(yáng)系,據(jù)我們所知,除了核聚變,沒(méi)有其他技術(shù)可以做到這一點(diǎn)?!?/p>
自11年前成立以來(lái),Pulsar Fusion主要從事核聚變研究。最近,該公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)霍爾效應(yīng)電動(dòng)推進(jìn)器和二級(jí)混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī),這些產(chǎn)品可以在研究繼續(xù)的同時(shí)帶來(lái)收入。2022年,Pulsar Fusion還獲得了英國(guó)航天局的資助,并與核先進(jìn)制造研究中心和劍橋大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了基于核裂變的推進(jìn)系統(tǒng)。
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