抵達土星僅用兩年 這艘核聚變飛船堪稱最強

2020-11-22 驅動之家

核聚變太空飛船或許不再是科幻小說中的情節，未來10年人類將有望實現核聚變太空飛船，這項技術能使太空飛船從地球抵達土星僅用兩年時間。

如果一切按照計算順利進行，「核聚變直驅引擎」將於2028年前後首次投入使用，這對於太空迷而言是一則重大新聞，一個小型貨車大小的DFD引擎重量可達到1萬公斤，僅用兩年就可抵達土星，或者發射後5年時間到達冥王星，相比之下，美國宇航局「卡西尼號」探測器用6.75年時間到達土星，「新視野號」探測器用了9.5年時間才到達冥王星。

此外，DFD引擎可作為一種強大的動力源，意味著該技術可以在地球軌道之外廣泛應用，例如：該引擎能為未來美國宇航局設計的月球軌道空間站——「深空通道」提供動力。

「核聚變直驅引擎」是普林斯頓反轉結構的一個衍生概念，PFRC是2000年初普林斯頓物理實驗室塞繆爾·科恩發明的一個聚變反應堆概念，DFD引擎基本上是一個開放式PFRC反應堆，通過排氣流產生推力。

DFD引擎內部具有磁性，包含著氦-3和氘熱等離子，氘是一種特殊的「重氫」，其原子核中有一個中子（與沒有中子的「正常」氫相反）。託馬斯表示，這些元素的原子會在等離子體中融合，產生大量能量，產生的危險輻射也很少。

聚變等離子加熱了流動在核聚變反應約束區外部的冷卻推進劑，這種推進劑是由引擎尾部噴嘴直接噴出，並產生推力，所有熱量都將轉化為大量能量——可能達到1-10兆瓦之間，DFD引擎將利用這種能量，使用「布雷敦循環」引擎將大部分熱量轉化為電能。

這意味著DFD引擎在到達太空目的地之後可開展大量的科學工作，一個裝有核聚變裝置的冥王星軌道器能夠將能量向下傳輸至冥王星表面的登陸器，同時還可以在冥王星軌道向地球發送高清視頻。

目前核聚變反應很難控制處理，迄今沒有人能夠成功地展示一個真實比例、商業可行性的核聚變反應堆，DFD引擎不同於其他核聚變反應堆概念，這是一種體積小、操作乾淨、低輻射，採用獨特等離子體加熱方法（使用無線電波天線）。

近期DFD引擎研究小組已從各種機構獲得資助資金，從而能夠繼續開發研究這一概念。例如：2016-2019年該研究小組獲得美國宇航局創新先進概念項目兩輪資金支持，該資金扶持項目旨在培育具有潛在創新性的太空飛行技術。

同時，DFD引擎還獲得了「先進研究項目機構-能源獎」，該獎將資助研究項目明年的進一步發展。目前，研究小組已通過PFRC-1和PFRC-2展示的一些核心概念，PFRC-1實驗於2008-2011年在普林斯頓物理實驗室運行，PFRC-2實驗目前正在運行當中，研究人員尚未實現核聚變反應，但是他們希望在本世紀20年代中期啟動PFRC-4實驗實現核聚變反應。

不久之後將會有一個飛機原型機，在完成一次成功演示飛行後，最早可能在2028年實現真正的飛行任務。

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