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新的核火箭设计可在短短45天内将飞船送往火星

  近地轨道双峰核热火箭的艺术家概念图
  我们生活在一个新的太空探索时代,多个机构计划在未来几年将宇航员送上月球。在接下来的十年中,美国宇航局和中国将执行载人火星任务,不久之后其他国家可能会加入。这些和其他将宇航员带到低地球轨道 (LEO) 和地月系统之外的任务需要新技术,从生命支持和辐射屏蔽到动力和推进。对于后者,核热和核电推进(NTP/NEP) 是最有力的竞争者!
  美国宇航局和苏联太空计划在太空竞赛期间花了数十年时间研究核推进。几年前,NASA重新启动了其核计划,目的是开发双峰核推进——一个由 NTP 和 NEP 元素组成的两部分系统——可以在 100 天内实现火星传输。作为2023 年NASA 创新先进概念(NIAC) 计划的一部分,NASA 选择了一个核概念进行第一阶段开发。这种新型双峰核推进系统使用"波转子顶循环",可以将前往火星的运输时间缩短至仅 45 天。
  该提案名为"双峰 NTP/NEP with a Wave Rotor Topping Cycle ",由佛罗里达大学高超音速项目领域负责人兼佛罗里达工程应用研究(FLARE) 团队成员 Ryan Gosse 教授提出. Gosse 的提案是 NAIC 今年为第一阶段开发选定的 14 项提案之一,其中包括一笔 12,500 美元的赠款,用于帮助成熟相关技术和方法。其他提案包括创新传感器、仪器、制造技术、电力系统等。
  核推进基本上归结为两个概念,这两个概念都依赖于经过彻底测试和验证的技术。对于核热推进 (NTP),循环包括一个核反应堆加热液氢 (LH 2 ) 推进剂,将其转化为电离氢气(等离子体),然后通过喷嘴引导产生推力。已经进行了几次尝试来测试这种推进系统,包括Project Rover,这是美国空军和原子能委员会 (AEC) 于 1955 年发起的一项合作项目。
  双峰核热火箭进行核裂变反应,类似于核电站和大型海军舰艇(航空母舰和潜艇)所采用的反应。与所有版本的 NTP 一样,该循环由一个核反应堆组成,该反应堆加热像氘 (H 2 ) 这样的推进剂,然后通过喷嘴引导推进剂产生推力。已经进行了几次尝试来测试这种推进系统,包括Project Rover,这是美国空军和原子能委员会 (AEC) 于 1955 年发起的一项合作项目。
  1959 年,NASA 接管了美国空军,该计划进入了一个专门用于航天应用的新阶段。这最终导致了用于火箭车辆应用的核发动机(NERVA),这是一种成功测试的实芯核反应堆。随着 1973 年阿波罗时代的结束,该计划的资金大幅减少,导致它在进行任何飞行测试之前就被取消了。与此同时,苏联人在 1965 年至 1980 年间开发了他们自己的 NTP 概念 ( RD-0410 ),并在该计划取消前进行了一次地面测试。
  另一方面,核电推进 (NEP) 依靠核反应堆为霍尔效应推进器(离子发动机)提供电力,霍尔效应推进器产生电磁场,电离并加速惰性气体(如氙气)以产生推力。开发这项技术的尝试包括 NASA 的核系统计划(NSI)。普罗米修斯计划(2003 年至 2005 年)。与传统化学推进相比,这两种系统都具有相当大的优势,包括更高的比冲 (Isp) 额定值、燃油效率和几乎无限的能量密度。
  新型双峰 NTP/NEP,带有波转子顶循环,可快速到达火星
  虽然 NEP 概念以提供超过 10,000 秒的Isp而著称,这意味着它们可以维持近三个小时的推力,但与传统火箭和 NTP 相比,推力水平相当低。Gosse 说,对电源的需求也引发了空间散热问题——在理想情况下,空间的热能转换率为 30-40%。虽然 NTP NERVA 设计是执行载人火星及其他任务的首选方法,但这种方法也存在为高 delta-v 任务提供足够的初始和最终质量分数的问题。
  这就是为什么包含两种推进方法(双峰)的提案被认为是有利的,因为它们结合了两者的优点。Gosse 的提议要求采用基于实心 NERVA 反应堆的双峰设计,该反应堆将提供 900 秒的比冲 (I sp ),是当前化学火箭性能的两倍。Gosse 提出的循环还包括压力波增压器 - 或波转子 (WR) - 一种用于内燃机的技术,利用反应产生的压力波来压缩进气。
  当与 NTP 发动机配对时,WR 将使用反应堆加热 LH 2燃料产生的压力来进一步压缩反应物质。正如 Gosse 所承诺的那样,这将提供与 NERVA 级 NTP 概念相当的推力水平,但 I sp为 1400-2000 秒。Gosse 说,当与 NEP 循环配对时,推力水平会进一步提高:
  "结合 NEP 循环,占空比 Isp 可以进一步增加(1800-4000 秒),同时增加最少的干质量。这种双峰设计使载人任务(45 天到火星)的快速运输成为可能,并彻底改变了我们太阳系的深空探索。"
  艺术家构思的双峰核火箭前往月球、火星和太阳系的其他目的地
  基于传统的推进技术,载人火星任务可持续长达三年。这些任务将每 26 个月发射一次,当时地球和火星最接近(又名火星冲日),并且至少要花费六到九个月的时间。45 天(六个半星期)的过境会将整个任务时间减少到几个月而不是几年。这将显着降低与火星任务相关的主要风险,包括辐射暴露、微重力时间以及相关的健康问题。
  除了推进之外,还有新的反应堆设计提案,可以为太阳能和风能并不总是可用的长期地面任务提供稳定的电力供应。示例包括 NASA 的使用 Sterling 技术的 Kilopower 反应堆(KRUSTY) 和被 NASA 的 NAIC 2023 选择用于第一阶段开发的混合裂变/聚变反应堆。这些和其他核应用有朝一日可以实现载人火星和深空其他地点的任务,也许比我们想象的要早!

CES2023,ROG为大家带来多款新品今年,英特尔英伟达和AMD陆续发布新一年的产品,各个PC厂商也为广大用户带来了超多的新品。北京时间2023年1月4日晚2点,ROG就携带着十余款新品与大家见面。发布会伊始,ROG先随身携带能看直播,体验这款国产智能小电视,像MP4一样好用拒绝参数,只谈体验,关注导盲犬小抠,真实解读您熟悉的数码产品,本文阅读预计耗时3分钟。作为家电产品的补充,智能小电视曾一度占据广阔消费市场,成为时尚街机的代表。不过,随着科技发展,一加11图赏来了!从外观谈到体验,3999的价格入手值吗?1月4日1430,一加11正式发布,作为未来性能引领者的一加11,不仅带来了硬核的性能表现和满满黑科技,在外观设计和手感上也进一步升级,接下来,不妨让我们先通过真机上手来提前感受一充29。9元得200元话费?丰巢用户被套路买一堆话费券专帮而在此之前,丰巢已经多次被指广告审核不力,用户甚至还遭遇过取件信息导流至非法理财的情况。套路花29。9元最终要充值3829。9元其次,这话费券与三大电信运营商无关,而是导流到另一个大话西游2牛图汇总早上朋友和我瞎聊!下午他的大浪就涨价?我这个朋友在2号早上烧香时和我瞎聊,他开玩笑的说能给大浪来个化无就可以了(科普下,烧香悟技能最好的结果是只能悟问号,悟不出成品终极),然后到了下午,他就给这只浪淘沙通过点骰子点出一三国杀清冷出尘!一篇文告诉你,真正的仙女是怎样的?仙女这一群体在各种文艺作品中都有所提及,人们对他们的印象大多是清冷出尘,不食人间烟火。她们身上寄托着许多美好的幻想,也因此似乎距离我们十分遥远。三国杀中的武将取材于三国演义以及有关梦幻西游五开抓鬼攻略与收益梦幻西游抓鬼任务是最经典的核心任务,同时也是奖励最稳定的任务,人见人爱,花见花开不可错过的任务。每小时收益1020元(大唐官府一年区约15元)首先我们是开着双倍时间和精修时间的12超进化!斗战神猴!中美合拍的西游记来了!孙悟空化身擎天柱大家好,今天给大家推荐的阵容是超英机甲超英机甲羁绊组成5战斗机甲3超级英雄2斗士2护卫1精英战士强化符文推荐羁绊类决斗大师之徽超级英雄之魂秘术卫士之徽战力类公理圆弧蓝电池星界赐福英梅西获得世界杯的小趣闻捂脸阿圭罗在直播中吐槽梅西太重了,背着他庆祝都不敢转身怕受伤。和阿根廷队准备一起离开时才发现把儿子落公寓了抠鼻我举起了世界最佳(梅西),当然,我的背很疼。我背起他的时候说X,好重。年货过年带回家的大气有牌面的电视转眼间又到了一年的年终岁尾,很多家里开始置办起年货,不少从外地风尘仆仆归来的游子,也给过年增加了许多团圆的气息。置办的年货有花样繁多,今天和大家聊一聊过年带回家的大气有牌面的产品电(环境)河北唐山港京唐港区出现平流雾景观当日,河北省唐山港京唐港区出现平流雾景观。平流雾中的唐山港京唐港区景色(1月5日摄,无人机照片)。新华社记者杨世尧摄平流雾中的唐山港京唐港区景色(1月5日摄,无人机照片)。新华社记
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