该概念图展示了太阳鸟火箭与一艘更大的飞船对接的场景(图片:Pulsar)
近日,英国太空推进系统和服务公司Pulsar Fusion宣布了一项革命性的深空旅行计划——太阳鸟(Sunbird)核聚变火箭概念。据该公司表示,该火箭概念有望将前往火星的时间缩短一半以上,同时将前往冥王星的时间缩短至约四年。
太阳鸟火箭概念的核心在于利用核聚变反应产生的能量为航天器提供推力和电力。Pulsar Fusion的内部团队已在该项目上工作了十年,目前正快速推进在轨测试。系统电源的组件预计将于今年晚些时候进行演示,并计划于2027年在轨道上进行全面演示。Pulsar Fusion希望在2030年代初打造出投入生产的Sunbird火箭。
Sunbird的概念是让核聚变驱动的“拖船”永久驻扎在太空中,能够停靠在航天器上并以高速推动航天器飞越很远的距离。该火箭预计将配备一种紧凑型核聚变发动机,能够为航天器提供高达2兆瓦的电力。与化学火箭所需的大量燃料不同,Sunbird所需的氘和氦-3燃料混合物的量相对较少,这意味着航天器发射时只需要固定的供应,足够在四年内完成冥王星等任务,且无需在飞行中途加油。
Pulsar Fusion自称是一家通过聚变推进实现未来的太空推进系统和服务公司。该公司使用霍尔效应推进器,通过喷射中性等离子体产生推力。2023年,Pulsar Fusion与美国普林斯顿卫星系统公司建立合作伙伴关系,利用人工智能设计超高速太空火箭,目标是制造出时速可达80万公里(50万英里)的深空火箭发动机。
Pulsar Fusion的首席执行官理查德·迪南(Richard Dinan)在伦敦举办的空间通信博览会上介绍了Sunbird概念。他表示,随着卫星和有效载荷越来越大,深空任务需要新的电源来源,而核聚变正是解决这一问题的关键。迪南指出,虽然在地球上进行核聚变面临诸多挑战,但在太空中进行核聚变的门槛更低,因此更容易实现。他强调,核聚变在推进方面的潜力巨大,是推进之王。
迪南还表示,让核聚变动力太阳鸟飞船在轨道上配备对接站并像拖船一样运行的想法是为了尽可能降低发射重量。他透露,Pulsar Fusion计划今年开始发布一些基于线性聚变的模型,并在2027年首次在轨演示Sunbird项目的一些关键组件。
在全球范围内,核裂变和核聚变在为航天器提供动力和推进方面具有潜在应用前景,世界各国均对此进行了研究。例如,美国国家航空航天局、欧盟、中国和俄罗斯都在积极探索这一领域。俄罗斯原子能公司上个月推出了一种基于磁等离子加速器的等离子电火箭发动机的实验室原型,据称这可以将前往火星的时间缩短至一到两个月。