美國國家航空航天局（NASA）正在研究一種突破性的核電推進系統，該系統可以大大加快前往火星的速度。MARVL專案旨在透過在太空中將龐大的散熱器系統分解成更小的、由機器人組裝的部件，從而徹底改變太空旅行。 這種方法具有靈活性，消除了有效載荷的限制，並引入了一種全新的航天器設計方法。
核動力推進器模組化組裝散熱器（MARVL）旨在將核動力推進器的一個關鍵要素--散熱系統--分成較小的部件，在太空中以機器人方式自主組裝。 這是藝術家繪製的完全組裝後的系統效果圖。 圖片來源：NASA/Tim Marvel，編輯
往返火星是一項艱鉅的挑戰，需要的時間遠不止幾天、幾周甚至幾個月。 不過，新興技術可以在兩年左右的時間內實現往返旅行。
美國國家航空航天局（NASA）正在研究的一個很有前景的解決方案是核電推進（NEP）。 這項技術利用核反應堆發電，然後使氣態推進劑電離（即帶正電荷）和加速，為航天器產生推力。
在位於弗吉尼亞州漢普頓的美國國家航空航天局蘭利研究中心，研究人員正在開發一種系統，它可以使核電推進離實際應用更近一步。
他們的專案名為"核動力推進器模組化組裝散熱器（MARVL）"，主要針對核動力推進器的一個關鍵挑戰--散熱。 MARVL 不依賴於單一的大型散熱器系統，而是將其分成較小的模組化元件，這些元件可由機器人系統在太空中自主組裝。
藝術家繪製的效果圖，顯示了完全組裝好的核電推進系統的不同元件。 資料來源：美國國家航空航天局/蒂姆-馬維爾
"透過這樣做，我們就不用再試圖把整個系統裝進一個火箭整流罩裡了，"NASA蘭利分部的傳熱工程師、MARVL的首席研究員阿曼達-斯塔克（Amanda Stark）說。"反過來，這也讓我們能夠稍微放鬆一下設計，真正做到最佳化設計"。
放鬆設計是關鍵，因為正如斯塔克所提到的，之前的想法是將整個核電散熱器系統安裝在火箭整流罩（或稱鼻錐）下面，鼻錐可以覆蓋和保護有效載荷。 完全展開後，散熱器陣列的大小大約相當於一個足球場。 可以想象，要把如此龐大的系統整齊地摺疊在火箭頂端，工程師們將面臨怎樣的挑戰。
MARVL 技術開啟了一個充滿可能性的世界。 與把整個系統塞進現有的火箭中相比，這將使研究人員能夠靈活地以任何最合理的方式把系統的各個部分送入太空，然後在地球外進行組裝。
進入太空後，機器人將連線核電推進系統的散熱器板，液態金屬冷卻劑（如鈉鉀合金）將流經散熱器板。
雖然這仍然是一項工程挑戰，但它正是美國宇航局蘭利分局的宇航裝配專家幾十年來一直在努力攻克的工程難題。 MARVL 技術可能是第一個重要的里程碑。 空間裝配元件不是現有技術的附加物，而是將惠及並影響其所服務的航天器的設計。
"現有的飛行器以前在設計過程中沒有考慮過太空組裝，因此我們有機會說，我們要在太空中建造這個飛行器。 我們該怎麼做？ 如果我們這樣做，飛行器會是什麼樣子？ "美國國家航空航天局蘭利研究局該專案的導師朱莉婭-克萊因說："我認為這將拓展我們對核動力推進的認識。"她領導該中心參與了核動力推進技術成熟計劃的開發，該計劃是MARVL的前身。 該技術成熟計劃由位於阿拉巴馬州亨茨維爾馬歇爾太空飛行中心的太空核推進專案負責實施。
美國國家航空航天局空間技術任務局透過"早期職業計劃"授予 MARVL 專案，給予該團隊兩年的時間來推進這一概念。 斯塔克和她的隊友正與外部合作伙伴博伊德-蘭卡斯特公司合作開發熱管理系統。 團隊成員還包括來自克利夫蘭美國宇航局格倫研究中心的散熱器設計工程師和來自佛羅里達州肯尼迪航天中心的流體工程師。 兩年後，該團隊希望將 MARVL 設計推向小規模地面演示。
機器人在太空中建造核推進系統的想法激發了人們的想象力。
斯塔克說："我們的一位導師說，這就是我想在美國國家航空航天局工作的原因，因為有這樣的專案，這太棒了，因為我很高興能參與其中，我也有同樣的感受。"
美國國家航空航天局的空間核推進專案為 MARVL 提供了額外支援。 該專案正在進行的工作是利用核電推進和核熱推進，使繞月執行和近地探索、深空科學任務以及載人探索的技術日臻成熟。
編譯自/ScitechDaily
