美国宇航局和通用原子公司为未来的月球和火星任务测试核燃料

2025-02-10 15:34  来源:外媒    核热推进  (NTP)  技术  美国核电  核燃料

第一批登陆火星的人类也许有一天会乘坐由核反应堆推动的火箭到达目的地。但在这之前,核热推进 (NTP) 技术还有很长的路要走,才能让宇航员乘坐核火箭穿越太空。


第一批登陆火星的人类也许有一天会乘坐由核反应堆推动的火箭到达目的地。但在这之前,核热推进 (NTP) 技术还有很长的路要走,才能让宇航员乘坐核火箭穿越太空。

然而,本月初,通用原子电磁系统公司 (GA-EMS) 与 NASA 合作,在使用 NTP 火箭的道路上取得了重要的里程碑。在位于阿拉巴马州的 NASA马歇尔太空飞行中心,通用原子公司测试了一种新的NTP 反应堆燃料,以了解该燃料是否能在太空的极端条件下发挥作用。

公司领导层表示,测试表明燃料能够承受严酷的太空飞行条件。通用原子公司总裁斯科特·福尼在一份声明中表示:“积极的测试结果证明燃料能够经受住这些运行条件,这让我们深受鼓舞,让我们更接近实现安全、可靠的核热推进技术在地月和深空任务中的潜力。 ”

为了测试燃料,通用原子公司对样品进行了六次热循环,利用热氢迅速将温度升至 2600 开尔文或 4,220 华氏度。航天器上的任何核热推进燃料都必须能够承受极端温度和热氢气的侵蚀。

为了测试燃料在这些条件下的承受能力,通用原子公司进行了额外的测试,测试了不同的保护措施,以进一步了解不同的材料增强措施如何在类似于核反应堆的条件下提高燃料的性能。据该公司称,这类测试尚属首次。

通用原子公司核技术与材料副总裁克里斯蒂娜·巴克在同一声明中表示:“据我们所知,我们是第一家使用美国宇航局 MSFC 的紧凑型燃料元件环境测试 (CFEET) 设施的公司,成功测试并展示了燃料在氢气代表温度和升温速率下热循环后的生存能力。”

美国宇航局和通用原子公司对这种燃料进行了测试,将其暴露在高达 3,000 开尔文(4,940 华氏度或 2,727 摄氏度)的温度下,发现即使在如此高的温度下,它也能表现良好。据 Back 称,这意味着使用该燃料的 NTP 系统的运行效率可以比目前的火箭发动机高出两到三倍。

美国宇航局想要建造 NTP 火箭的主要原因之一是,它们的飞行速度可能比我们今天使用的由传统化学燃料推动的火箭快得多。

缩短运输时间可以降低宇航员的风险,因为长途旅行需要更多的补给和更强大的系统来支持宇航员前往目的地。还有辐射问题;宇航员在太空中待的时间越长,他们受到的宇宙辐射就越多。较短的飞行时间可以降低这些风险,使深空载人航天的可能性更接近现实。2023 年,NASA 和国防高级研究计划局 (DARPA)宣布他们正在研发核热火箭发动机,以便 NASA 能够将载人航天器送往火星。该机构希望最早在 2027 年启动一次演示。

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