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美国研制新型离心核热火箭!采用液态铀燃料


据最新报道,美国俄亥俄州立大学正在NASA的资助下,研发一种名为“离心核热火箭”(Centrifugal Nuclear Thermal Rocket,CNTR)的新型核推进系统。该技术采用液态铀作为燃料,通过离心力约束旋转腔内的液态核燃料,并利用其核裂变反应直接加热流经的推进剂,从而替代传统核热火箭(NTR)所使用的固体燃料芯块。
CNTP测试台原型
这一设计的初衷,是在大幅提升火箭性能的同时,尽可能降低发动机的运行风险。该项目资深研究员、机械与航空航天工程副教授迪恩·王(Dean Wang)表示,尽管核推进领域近年来的进展多侧重于降低成本,但CNTR仍有望实现比其它核推进系统高一倍的效率,从而为未来的载人深空任务提供关键支持。
化学推进系统虽然成熟可靠,但其推力有限,比冲最高仅约450秒,且需携带大量推进剂。以飞掠冥王星的“新视野号”为例,其单程任务就耗时九年。对于载人任务来说,太空飞行时间越长,宇航员健康风险就越高。因此,要实现更远的深空探索,必须依靠更高效的推进系统。
早在上世纪60年代,人类已测试过比冲约900秒的核热火箭发动机。而据该团队称,CNTR的性能可能比这一数字更高。
若研制成功,CNTR将带来多重优势:以更少的推进剂抵达更远的深空目标;实现更灵活的轨道机动,借助化学推进无法实现的飞行路径,大幅缩短任务时间;可使用太空原位资源(如小行星或柯伊伯带天体上开采的氨、甲烷、丙烷或肼等)作为推进剂,减少从地球发射的燃料需求。尽管团队对CNTR的物理原理已有深入掌握,目前仍有一些技术挑战需要攻克,包括确保系统启动、运行和关闭的可靠性,最大限度地减少铀燃料损耗,以及应对潜在的发动机故障。该团队预计将在五年内完成CNTR的初步设计。这项技术是否能够成为载人火星任务甚至更远深空探索的“游戏规则改变者”,值得持续关注。

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