美國防部擇定 DRACO 核熱火箭計畫承包商,2025 年進入低地軌道測試

作者 | 發布日期 2021 年 04 月 19 日 14:10 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


美國國防部國防高等研究計畫署(DARPA)注資全世界第一款核熱推進火箭技術演示,與通用原子(General Atomics)、藍色起源(Blue Origin)、洛克希德·馬丁(Lockheed Martin)公司簽訂合約,目標 2025 年在低地軌道測試採用核熱推進(NTP)系統的飛行器。

隨著飛機出現,人類的視野從地表提升至天空;隨著化學火箭問世,人類視野再從地球天空擴展至外太空,然而我們只是剛剛將觸手伸入太陽系,就已經接近化學火箭的能力極限,如果未特別計算能藉助行星重力助推(gravity assist)的時機點,則探測器想造訪太陽系最遠行星海王星一般就要花 30 年時間。

目前距離我們最遠的人造探測器航海家 1 號是個特例,由於它在出發時,發射軌道被充分計算可受惠多次行星的重力助推,使得航海家 1 號飛行速度達到時速逾 6.1 萬公里,也因此它只花了 12 年就抵達海王星、35 年就確認正式脫離太陽圈進入恆星際空間。(小補充:但正奔向太陽的帕克太陽探測器預計 2025 年會短暫成為目前飛行速度最快的探測器,時速達 69 萬公里)

然而進入恆星際空間後就是一段孤寂的旅程,那裡沒有任何恆星和行星,必須飛行 4.2 光年遠直到遇見距離太陽系最近的比鄰星恆星系統後,才能再見到熟悉的天體——如果航海家 1 號那時還活著,這會是個歷經成千上萬年的故事。

由於高推力但推進劑效率低的化學火箭極限就在眼前,科學家開始研究起其他動力火箭,比如比衝都較化學火箭高的離子推進火箭、核熱火箭等,而這就是核熱推進(Nuclear Thermal Propulsion,NTP)用武之地,理論上,核熱火箭的燃燒效率是化學火箭 2 倍,推力則可以達電子推進器 10,000 倍。

美國國防部國防高等研究計畫署(DARPA)於 2020 年推出 DRACO(Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations)計畫,並在上週宣布 3 個主要承包商:通用原子、藍色起源與洛克希德·馬丁公司,為期 18 個月的第一階段由通用原子獲得 2,200 萬美元合約,負責開發核反應爐系統;第二階段則由藍色起源公司獲得 250 萬美元合約、洛克希德·馬丁公司獲得 290 萬美元合約,各自開發操作系統(OS)與示範系統(DS)概念飛行器。

該計畫目標在 2025 年於低地軌道上展示採用核熱技術的飛行器,要注意的是 NTP 系統並非旨在產生離開地球表面所需的推力,因此一開始還是會搭乘化學火箭升空,直到飛行器抵達預定軌道後才進入核熱推進系統測試階段。

(首圖來源:美國國防部國防高等研究計畫署

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