在新一代太空竞赛,为更高效、高速抵达太阳系更遥远地区,许多太空机构投入开发核热推进技术,其中俄亥俄州立大学团队正设计一种新的离心式核热推进火箭,使用液态铀直接加热火箭推进剂,效率达传统设计2倍,在各核推进技术中脱颖而出。

当前火箭化学推进系统执行外太阳系任务需要多年时间,比如新视野号飞船前往冥王星的旅程长达9年。太空滞留时间增长也可能增加宇航员员健康风险,因此未来载人太空任务想抵达遥远目的,势必须开发更有效推进系统以减少旅程时间,同时寻找增加有效载荷容量的方法。

新型离心式核热推进火箭(centrifugal nuclear thermal rocket,CNTR)似乎极具潜力。

根据俄亥俄州立大学团队论文,传统化学引擎比冲约450秒,而新火箭具1,800秒高比冲,更比1960年代的核推进设计(比冲900秒)高出3倍,能将火星往返时间缩短至420天。

除了速度更快,核热推进还能提高火箭飞行路径灵活性,且可使用各种推进剂如氨、甲烷、丙烷、氢氮,适合执行小行星带、古柏带、外侧行星等各种深空探测任务。

不过CNTR火箭还存在几项技术挑战,包括稳定操作性、如何最大程度减少铀燃料损失等,该团队希望5年内准备好完整设计。

(首图为示意图,来源:AI生成)