#烽火问鼎计划# 日本东京2024国際航空宇宙展上,日本石川島播磨重工業(IHI)展台的核聚变火箭技术介绍展板,号称借助高推力、高比冲的核聚变火箭可以将往返火星的时间从目前的180天减少到90天
核融合火箭推进系统的原理
在大型核融合火箭中,燃料靶首先被加速到目标区域,激光照射后,燃料开始核聚变并形成等离子体。产生的高温等离子体通过磁性加速喷嘴排出,产生高推力。该推进系统基于高比冲(15,000s)和高比功率(4.4kW/kg)的特性,使前往火星的飞行成为可能。
该设计类似美国的【图4至图8】Gevaltig(德语意为“巨大的/惊人的”,1989年)和【图9】“行星际空间运输应用载具”(VISTA,2003年)概念,Gevaltig一艘使用惯性约束聚变火箭发动机的航天器,能够在 100 天内完成往返火星的任务。或者尽可能缩短飞行时间,因为宇航员受到致命太空辐射的时间越短越好;VISTA则是劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一项研究。虽然在图示中它看起来像一个小飞碟,但实际上非常巨大,比哥斯拉还高。
锥形飞船底部会掉落含有氘氚核心的小型燃料丸,每个燃料丸被激光模块照射以触发核聚变爆炸。推进剂爆炸后反弹到由12特斯拉超导磁线圈产生的磁场中,从而提供推力。推力可以通过每秒0到30次爆炸的频率来调节。
VISTA能携带100公吨有效载荷,并在6个月内往返火星与地球。尽管75%的核聚变能量被浪费(以中子和X射线形式流失),但剩余的25%足以为飞船提供每秒100公里的ΔV。为了减少浪费的能量以致命辐射形式打到飞船上,飞船设计为锥形,以确保只有大约4%的辐射能量击中航天器。
该设计使用激光和核聚变反应堆,但两者的效率较低且功率要求极高。为处理大量废热,巨大的锥体机身主要由散热器构成。