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这艘核聚变飞船抵达土星仅用两年

2019-06-19 09:08:08  来源:新浪科技

图中是普林斯顿场反转配置装置——PFRC-2,位于美国新泽西州普林斯顿等离子体物理实验室

图中是普林斯顿场反转配置装置——PFRC-2,位于美国新泽西州普林斯顿等离子体物理实验室

北京时间6月18日消息,据国外媒体报道,核聚变太空飞船或许不再是科幻小说中的情节,未来10年人类将有望实现核聚变太空飞船,这项技术能使太空飞船从地球抵达土星仅用两年时间。

如果一切按照计算顺利进行,“核聚变直驱引擎”将于2028年前后首次投入使用,这对于太空迷而言是一则重大新闻,一个小型货车大小的DFD引擎重量可达到1万公斤,仅用两年就可抵达土星,或者发射后5年时间到达冥王星,相比之下,美国宇航局“卡西尼号”探测器用6.75年时间到达土星,“新视野号”探测器用了9.5年时间才到达冥王星。

此外,DFD引擎可作为一种强大的动力源,意味着该技术可以在地球轨道之外广泛应用,例如:该引擎能为未来美国宇航局设计的月球轨道空间站——“深空通道”提供动力。

“核聚变直驱引擎”是普林斯顿反转结构的一个衍生概念,PFRC是2000年初普林斯顿物理实验室塞缪尔·科恩发明的一个聚变反应堆概念,DFD引擎基本上是一个开放式PFRC反应堆,通过排气流产生推力。

DFD引擎内部具有磁性,包含着氦-3和氘热等离子,氘是一种特殊的“重氢”,其原子核中有一个中子(与没有中子的“正常”氢相反)。托马斯表示,这些元素的原子会在等离子体中融合,产生大量能量,产生的危险辐射也很少。

聚变等离子加热了流动在核聚变反应约束区外部的冷却推进剂,这种推进剂是由引擎尾部喷嘴直接喷出,并产生推力,所有热量都将转化为大量能量——可能达到1-10兆瓦之间,DFD引擎将利用这种能量,使用“布雷敦循环”引擎将大部分热量转化为电能。

这意味着DFD引擎在到达太空目的地之后可开展大量的科学工作,一个装有核聚变装置的冥王星轨道器能够将能量向下传输至冥王星表面的登陆器,同时还可以在冥王星轨道向地球发送高清视频。

目前核聚变反应很难控制处理,迄今没有人能够成功地展示一个真实比例、商业可行性的核聚变反应堆,DFD引擎不同于其他核聚变反应堆概念,这是一种体积小、操作干净、低辐射,采用独特等离子体加热方法(使用无线电波天线)。

近期DFD引擎研究小组已从各种机构获得资助资金,从而能够继续开发研究这一概念。例如:2016-2019年该研究小组获得美国宇航局创新先进概念项目两轮资金支持,该资金扶持项目旨在培育具有潜在创新性的太空飞行技术。

同时,DFD引擎还获得了“先进研究项目机构-能源奖”,该奖将资助研究项目明年的进一步发展。目前,研究小组已通过PFRC-1和PFRC-2展示的一些核心概念,PFRC-1实验于2008-2011年在普林斯顿物理实验室运行,PFRC-2实验目前正在运行当中,研究人员尚未实现核聚变反应,但是他们希望在本世纪20年代中期启动PFRC-4实验实现核聚变反应。

不久之后将会有一个飞机原型机,在完成一次成功演示飞行后,最早可能在2028年实现真正的飞行任务。(叶倾城)

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