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美國研究人員:聚變能動力航天器或于十年內(nèi)問世
來源:科技日報 2019-06-17 14:18:25

科技日報北京6月16日電(記者劉霞)據(jù)美國太空網(wǎng)近日報道,美國研究人員稱,聚變能動力航天器或于十年內(nèi)問世——“直接融合驅動”(DFD)發(fā)動機有望在2028年左右首次“上崗”,讓探測器在兩年內(nèi)到達土星。

項目團隊成員、普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)副總裁斯蒂芬妮·托馬斯說,小型貨車大小的DFD體重約1噸,可幫助機器人宇宙飛船在短短兩年內(nèi)飛到土星;在發(fā)射5年內(nèi)到達冥王星。相比之下,美國國家航空航天局(NASA)的“卡西尼”號探測器歷時6.75年才到達土星;“新視野”號歷時9.5年才到達冥王星。

此外,該發(fā)動機動力強勁,可應用于很多太空探測任務中。例如,DFD可為NASA目前計劃的“月球軌道空間站”(門戶)提供動力;也可在月球和火星基地“大顯身手”。

據(jù)托馬斯介紹,DFD內(nèi)部將包含磁性氦-3和氘——一種特殊的重氫熱等離子體。這些元素的原子會在這個等離子體中融合,產(chǎn)生大量能量,且?guī)缀鯖]有輻射。熔化的等離子體將加熱在限制區(qū)域外流動的冷的推進劑,推進劑從發(fā)動機后部的噴嘴噴出,產(chǎn)生推力。所有這些熱量會轉化成很大的功率,可能在1—10兆瓦之間,DFD將利用“布雷頓循環(huán)”發(fā)動機將大部分熱量轉化為電能。

托馬斯說,這意味著DFD在到達目的地后,可以完成大量科學工作。例如,配備聚變裝置的冥王星軌道飛行器可將能量發(fā)射到該星球表面的著陸器,并將高清視頻發(fā)送回地球。

核聚變難以駕馭,目前還沒有人成功展示出全面的、商業(yè)上可行的聚變反應堆,但托馬斯團隊認為,他們的概念會取得成功。她說:“DFD與其他聚變反應堆概念不同。這一概念尺寸小、操作簡單、低輻射,還有獨特的等離子加熱方法。”

DFD團隊最近從各種機構獲得了資金來推動這一概念的發(fā)展。DFD得到了NASA“創(chuàng)新高級概念計劃”提供的兩輪資助,今年也獲得了“高級研究項目局—能源”(ARPA-E)獎。

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