美國破天荒！首試快速化學火箭與核電推進融合

在未來，或許會有一種航天器能夠以空前的速度和敏捷性進行機動，且不受有限燃料的束縛。

美國太空部隊已提供 3500 萬美元的資金，用於製造一種能夠“毫無顧忌地機動”的新型航天器。

密歇根大學正在率領一個由研究人員和機構組成的團隊來研發這種先進的航天器。

該團隊旨在把化學火箭的動力和電力推進的效率這兩者的優勢結合起來。這一突破的關鍵在於一種先進的電源——一個核微型反應堆。

這項技術將會爲高速電力推進提供所需的持續動力。

新聞稿稱：“這將是首次把快速化學火箭和由核微型反應堆驅動的高效電力推進結合起來。”

航天器推進系統通常分爲兩類：化學火箭和電力推進。

化學火箭能提供強大的推力，不過燃料消耗得很快。

電力推進雖然燃料效率高，但是速度慢而且體積大，通常是由太陽能電池板來供電的。

在需要快速機動的情形下，比如避免碰撞時，化學推進所提供的速度或許是不可或缺的。

然而，電力推進有可能提供高得多的速度。

例如，密歇根大學開發的 100 千瓦霍爾推進器能夠達到令人矚目的速度。不過，難題在於爲操作這些推進器提供所需的動力。

這一限制目前制約了電力推進在高速機動方面的實際應用。

“空間站大約能產生 100 千瓦的電力，不過太陽能電池陣列的大小相當於幾個足球場，對於太空部隊感興趣的某些耗電應用而言，這規模太大了，”航空航天工程副教授兼研究所所長本傑明·約恩斯說道。

研究人員正在探究利用核微型反應堆來爲速度更快、效率更高的電力推進系統提供動力。

根據新聞稿，他們將會開發能將微型反應堆的熱量轉化爲可用電力的技術，進而爲電動發動機提供推力。

推進系統的設計結合了用於快速機動的化學火箭，而核微型反應堆則爲更高效的電力推進提供動力。

爲了簡化加油流程，研究人員正在探索能夠用於化學火箭和電力推進的燃料。這些兩用燃料會通過消除對單獨的燃料和推進劑罐的需求，來簡化航天器的加油過程。

這個頗具雄心的項目包含了大學與行業之間的合作。

超安全核能公司將會設計一個微型反應堆，而密歇根大學的工程師們將會創建一個熱源，用於測試該系統的其他組件。

另外，他們正在探究從反應堆中提取熱能並將其轉化爲電能的各類不同方法，比如熱離子發射電池和熱光伏。

與此同時，康奈爾大學已經承擔了設計輕質面板的任務，以將多餘的熱量輻射到太空中。

威斯康星大學將開發一個功率處理模塊，對提取的電能進行轉換，從而滿足電動發動機的高功率需求。