美國DARPA授予Lockheed Martin和BWXT核熱火箭合同,啟動DRACO實驗核熱火箭(NTR)的設計和制造。

美國國防高級研究計劃局(DARPA)與美國國家航空航天局(NASA)合作,宣布了通過靈活月球軌道作業示范火箭(DRACO)實現世界上首次核熱火箭(NTR)發動機在軌演示目標的進展。
2023年7月,DARPA與Lockheed Martin簽署協議,該公司將開始制造和設計實驗NTR飛行器(X-NTRV)及其發動機。作為Lockheed Martin的合作伙伴之一,BWX Technologies(BWXT)將開發核反應堆,并制造由美國能源部(DOE)供應高濃度低富集度鈾(HALEU)的燃料。
基于4.49億美元(約32.6億人民幣)的聯邦資金,DRACO計劃利用了美國通過之前的核動力火箭發動機應用(NERVA)計劃對核熱技術的早期投資,但采用了一種新的燃料選擇,減少了后勤障礙。
DARPA正在使用HALEU燃料,這得益于《美國安全總統備忘錄20》(NSPM-20),該備忘錄更新了美國發射太空核能動力和推進政策。作為額外的安全措施,DARPA將該系統設計為發動機的裂變反應堆在到達指定軌道之前保持關閉狀態。
美國將在2027年提供將X-NTRV送入太空的運載火箭。DOE將提供HALEU材料,由執行單位加工成燃料。
項目經理Tabitha Dodson博士表示,“DRACO項目旨在為美國提供領先的推進能力。NTR實現了類似于太空化學推進的大推力,但效率提高了兩到三倍。通過成功的示范,我們可以顯著提升人類在太空中更快更遠的出行方式,并為未來部署所有基于裂變的核能太空技術鋪平道路。”
DRACO計劃是一個開發和試驗太空核熱推進技術的三階段計劃。目標是在軌示范核熱火箭。該技術可用于將宇航員運送到火星及更遠的地方,并實現到火星的快速運輸任務。計劃于2027年將DRACO試驗航天器送入太空并運行核能發動機。航天器以“冷”狀態(反應堆作為發射安全措施的一部分被關閉)由常規火箭從地球發射,一旦航天器到達近地軌道上方的適當位置,反應堆將啟動。
核能推進系統可以產生比化學推進系統高30%至70%的飛行速度。例如,獵戶座飛船以約5000英里/小時(約8047公里/小時)的速度掠過月球,但如果使用核能動力火箭發動機,它的飛行速度可以高達6500英里/小時~8500英里/小時(約10461公里/小時~13679公里/小時)。
BWXT的反應堆和燃料將成為世界上第一個使用核熱推進示范航天器的關鍵部件。
BWXT將完成核反應堆的最終設計,制造反應堆的硬件和燃料,組裝各部件,并將裝料的反應堆作為一個完整子系統交付,以集成到DRACO中。該項目的工作將主要在美國Virginia州Lynchburg附近的BWXT綜合設施進行。
反應堆的能量將實現推進,使DRACO能夠在長時間內以極高的速度和靈活性在太空中機動。核熱推進系統旨在使用HALEU燃料來迅速加熱過冷氣體,如液態氫。隨著氣體被加熱,它迅速膨脹并產生推力,能比傳統的化學燃燒引擎更有效地推動飛行器。其目標是顯著縮短從地球到火星的運輸時間。
示范航天器將在435至1240英里的高度之間繞地球軌道飛行。DARPA表示,這條軌道高度足夠確保試驗航天器在軌道上停留超過300年,或足夠長的時間讓反應堆燃料中的放射性元素衰變到安全水平。
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