加速前往火星,NASA、五角大廈最快 2027 年測試核動力火箭引擎

作者 | 發布日期 2023 年 02 月 01 日 8:06 | 分類 航太科技 line share follow us in feedly line share
加速前往火星,NASA、五角大廈最快 2027 年測試核動力火箭引擎


為將太空人送上火星,NASA 將與五角大廈 DARPA 機構準備合作開發核動力火箭發動機,預計最快在 2027 年展示先進核熱推進技術。

目前太空探索主流使用的化學火箭已達到理論極限速度,也就是說無論火箭再使用哪些高效率燃料或先進設計,光支援登月都已屬於次數有限、極度昂貴的任務,人類若想前往其他更遙遠星球,勢必得推出更高效、能量更密集的新型推進系統,比如核推進。

NASA 表示,與化學發動機相比,核發動機點火效率更高且持續時間更長──可以將火箭推進得更快、更遠。它們分為 2 種類型:一種是核電推進(NEP))反應爐,工作原理是將電子從氙氣或氪氣等惰性氣體中剝離,然後以離子束形式推出。

另一種為核熱推進(NTP)反應爐,也是 NASA 正在研究的核熱火箭,推進效率為傳統化學火箭 3 倍以上,透過核分裂反應加熱氣體(通常是氫氣或氨氣)產生極高溫度,熱量傳遞至液體推進劑並轉化為氣體,再透火箭發動機噴管噴出產生推力,能大幅減少運輸時間,對遙遠的火星載人任務而言至關重要。

減少前往火星或太陽系其他地點的時間,便能減少單趟運輸所需物資量,反過來可以騰出更多空間裝載科學有效載荷與更高效通訊設備,機組人員暴露於宇宙輻射的時間也變更少。

為此,NASA 正與美國五角大廈研發機構 DARPA 合作投入最新的 DRACO 計畫,該系統除了能為火星任務做準備,也能支援任務短時間內攜帶大量有效載荷於地月空間移動,預計最早於 2027 年在離地球不遠處進行首次飛行試驗。

不過 NASA 目前不會直接資助 DRACO 計畫,整體開發仍由 DARPA 領導,包含火箭系統集成與零組件採購等。

此外,太空核推進技術仍然相當困難且無法保證成功率,將核反應爐發射至太空也涉及大量監管與安全問題,2027 年展示結果稍嫌樂觀,該技術也不太可能在未來 10 年內將人類送上火星。

(首圖來源:NASA