核火箭推進技術可將火星往返時間縮短至幾個月

科學家們長期以來一直設想核電推進是一種釋放太陽系探索潛力的變革性技術。現在，兩家在該技術關鍵部件上穩步取得進展的公司聯手合作，有可能加速將這一願景變為現實的時間表。

Ad Astra 火箭公司花了二十多年時間開發可變比衝磁等離子體火箭 (VASIMR)，這是一種高效的電力推進系統。VASIMR 透過使用強大的電磁場來電離和加速推進劑，產生高速等離子體排氣。

與傳統化學火箭相比，該系統具有出色的燃油效率。然而，這一優勢也伴隨著一個重大的權衡——推力水平低。實現發動機的最大推力和效率需要大量的電力——確切地說，超過 100 千瓦。例如，VASIMR VX-200 原型消耗了 200 千瓦的輸入功率。

這種電力需求高得驚人，不幸的是，目前還沒有實際的方法利用現有的太空電力系統（如太陽能電池陣列或放射性同位素熱電發電機）來產生如此巨大的能量。

這正是太空核能公司（通常稱為 SpaceNukes）透過其 Kilopower 核裂變反應堆專案發揮作用的地方。這家初創公司一直在穩步推進為太空應用而設計的核反應堆，並於 2018 年在地面上成功演示了 1 千瓦的系統。Kilopower 反應堆能夠連續產生高達 10 千瓦的電力輸出至少十年。

在新的合作伙伴關係下，兩家公司將合作將 SpaceNukes 的核技術與 Ad Astra 的推進系統相結合，從而有可能實現效率和推力的最佳平衡。

VASIMR具有高度可擴充套件性和更大的功率輸出，Ad Astra強調，它的基本物理特性使其“與推進劑無關”，這意味著它可以使用各種具有成本效益的推進劑執行。

透過將高功率核反應堆與高效等離子發動機相結合，兩家公司旨在開發一種推進系統，可以大大縮短未來機器人和人類探索任務的運輸時間。SpaceNukes表示，往返火星的旅程可能只需要幾個月，而不是目前一年多的時間。

雖然該合作伙伴關係仍處於規劃的早期階段，具體時間表尚未最終確定，但目標是在2020年代末進行軌道演示，並在2030年代走向商業化。儘管仍存在許多挑戰，但如果成功，這次合作將徹底改變深空探索。