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聚变能动力航天器或十年内问世 有望让探测器进入土星

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2019-06-17 10:29  来源:科技日报  
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  科技日报北京6月16日电(记者刘霞)据美国太空网近日报道,美国研究人员称,聚变能动力航天器或于十年内问世——“直接融合驱动”(DFD)发动机有望在2028年左右首次“上岗”,让探测器在两年内到达土星。

  项目团队成员、普林斯顿卫星系统副总裁斯蒂芬妮·托马斯说,小型货车大小的DFD体重约1吨,可帮助机器人宇宙飞船在短短两年内飞到土星;在发射5年内到达冥王星。相比之下,美国国家航空航天局(NASA)的“卡西尼”号探测器历时6.75年才到达土星;“新视野”号历时9.5年才到达冥王星。

  此外,该发动机动力强劲,可应用于很多太空探测任务中。例如,DFD可为NASA目前计划的“月球轨道空间站”(门户)提供动力;也可在月球和火星基地“大显身手”。

  据托马斯介绍,DFD内部将包含磁性氦-3和氘——一种特殊的重氢热等离子体。这些元素的原子会在这个等离子体中融合,产生大量能量,且几乎没有辐射。熔化的等离子体将加热在限制区域外流动的冷的推进剂,推进剂从发动机后部的喷嘴喷出,产生推力。所有这些热量会转化成很大的功率,可能在1—10兆瓦之间,DFD将利用“布雷顿循环”发动机将大部分热量转化为电能。

  托马斯说,这意味着DFD在到达目的地后,可以完成大量科学工作。例如,配备聚变装置的冥王星轨道飞行器可将能量发射到该星球表面的着陆器,并将高清视频发送回地球。

  核聚变难以驾驭,目前还没有人成功展示出全面的、商业上可行的聚变反应堆,但托马斯团队认为,他们的概念会取得成功。她说:“DFD与其他聚变反应堆概念不同。这一概念尺寸小、操作简单、低辐射,还有独特的等离子加热方法。”

  DFD团队最近从各种机构获得了资金来推动这一概念的发展。DFD得到了NASA“创新高级概念计划”提供的两轮资助,今年也获得了“高级研究项目局—能源”(ARPA-E)奖。

  总编辑圈点

  人类未来发展需要高效、稳定、清洁的可再生能源,核聚变能源可能是最理想的选择之一。今年春节上映的科幻电影《流浪地球》中,带着地球去流浪的行星发动机用的就是核聚变能。如果说行星发动机的想象过于天马行空的话,聚变能动力航天器的诞生倒是值得期待。一旦研制出炉,这种技术将大大提高人类探索太空的效率,而且还能为汽车、火车等地面交通工具所用能源带来巨大变革。


(责任编辑:田晶)

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