40 MW VASIMR® 核電推進(jìn)載人登陸火星任務(wù)效果圖

近日，美國(guó)Ad Astra火箭公司和太空核電公司SpaceNukes建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同研發(fā)大功率核電推進(jìn) (NEP)技術(shù)，用于載人登火、深空探測(cè)等，目標(biāo)是在21世紀(jì)20年代結(jié)束前在軌演示，在21世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)技術(shù)商業(yè)化。

Ad Astra火箭公司有20年研制可變比沖磁等離子體火箭(VASIMR®)的經(jīng)驗(yàn)。VASIMR 發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊天線(稱(chēng)為“耦合器”)發(fā)射的強(qiáng)大射頻 (RF) 波加熱推進(jìn)劑氣體，將其轉(zhuǎn)化為等離子體，外加強(qiáng)磁場(chǎng)約束、引導(dǎo)并最終加速等離子體，產(chǎn)生推力。

SpaceNukes公司有10年Kilopower 反應(yīng)堆技術(shù)基礎(chǔ)。該技術(shù)受 NASA/NNSA/LANL“KRUSTY”地面測(cè)試項(xiàng)目和正在進(jìn)行的太空部隊(duì)的JETSON項(xiàng)目資助。

核電推進(jìn)系統(tǒng)使人類(lèi)能夠在沒(méi)有推進(jìn)劑庫(kù)、基地或陽(yáng)光的情況下，執(zhí)行火星、木星及更遠(yuǎn)目的地的任務(wù)。傳統(tǒng)電推進(jìn)技術(shù)使用靜電加速并在相對(duì)較低的功率水平(1-50 kW)下運(yùn)行。相比之下，VASIMR®的電磁架構(gòu)可以達(dá)到數(shù)百kW到數(shù)MW的大功率，其無(wú)電極設(shè)計(jì)可延長(zhǎng)使用壽命，能夠使用各種豐富且廉價(jià)的推進(jìn)劑。Ad Astra 火箭公司計(jì)劃先研制100 kW核電推進(jìn)系統(tǒng)，后續(xù)升級(jí)到每kW小于5kg的數(shù)MW核電推進(jìn)系統(tǒng)。

Kilopower核反應(yīng)堆以其高溫性能、發(fā)射安全特性、適應(yīng)大功率條件，成為核電推進(jìn)的理想核反應(yīng)堆。

將核反應(yīng)堆和推進(jìn)系統(tǒng)集成，可以增強(qiáng)性能優(yōu)勢(shì)，包括高溫散熱的共性以及反應(yīng)堆功率與 VASIMR® 射頻系統(tǒng)的直接耦合。