該概念圖展示了太陽鳥火箭與一艘更大的飛船對接的場景(圖片:Pulsar)
近日,英國太空推進系統和服務公司Pulsar Fusion宣布了一項革命性的深空旅行計劃——太陽鳥(Sunbird)核聚變火箭概念。據該公司表示,該火箭概念有望將前往火星的時間縮短一半以上,同時將前往冥王星的時間縮短至約四年。
太陽鳥火箭概念的核心在于利用核聚變反應產生的能量為航天器提供推力和電力。Pulsar Fusion的內部團隊已在該項目上工作了十年,目前正快速推進在軌測試。系統電源的組件預計將于今年晚些時候進行演示,并計劃于2027年在軌道上進行全面演示。Pulsar Fusion希望在2030年代初打造出投入生產的Sunbird火箭。
Sunbird的概念是讓核聚變驅動的“拖船”永久駐扎在太空中,能夠停靠在航天器上并以高速推動航天器飛越很遠的距離。該火箭預計將配備一種緊湊型核聚變發動機,能夠為航天器提供高達2兆瓦的電力。與化學火箭所需的大量燃料不同,Sunbird所需的氘和氦-3燃料混合物的量相對較少,這意味著航天器發射時只需要固定的供應,足夠在四年內完成冥王星等任務,且無需在飛行中途加油。
Pulsar Fusion自稱是一家通過聚變推進實現未來的太空推進系統和服務公司。該公司使用霍爾效應推進器,通過噴射中性等離子體產生推力。2023年,Pulsar Fusion與美國普林斯頓衛星系統公司建立合作伙伴關系,利用人工智能設計超高速太空火箭,目標是制造出時速可達80萬公里(50萬英里)的深空火箭發動機。
Pulsar Fusion的首席執行官理查德·迪南(Richard Dinan)在倫敦舉辦的空間通信博覽會上介紹了Sunbird概念。他表示,隨著衛星和有效載荷越來越大,深空任務需要新的電源來源,而核聚變正是解決這一問題的關鍵。迪南指出,雖然在地球上進行核聚變面臨諸多挑戰,但在太空中進行核聚變的門檻更低,因此更容易實現。他強調,核聚變在推進方面的潛力巨大,是推進之王。
迪南還表示,讓核聚變動力太陽鳥飛船在軌道上配備對接站并像拖船一樣運行的想法是為了盡可能降低發射重量。他透露,Pulsar Fusion計劃今年開始發布一些基于線性聚變的模型,并在2027年首次在軌演示Sunbird項目的一些關鍵組件。
在全球范圍內,核裂變和核聚變在為航天器提供動力和推進方面具有潛在應用前景,世界各國均對此進行了研究。例如,美國國家航空航天局、歐盟、中國和俄羅斯都在積極探索這一領域。俄羅斯原子能公司上個月推出了一種基于磁等離子加速器的等離子電火箭發動機的實驗室原型,據稱這可以將前往火星的時間縮短至一到兩個月。