10月16日音讯，好意思国国度航空航天局探究在异日十年内向火星放射载东谈主航天任务文爱 app，但1.4亿英里（2.25亿公里）的火星之旅可能需要几个月致使几年的时刻。

天际飞行时刻之是以相对较长，是因为火箭使用的是传统化学燃料。与目下开垦的化学鼓吹火箭不同，另一种被称为热核鼓吹的替代本领是应用核裂变为火箭提供能源，异日有望将火星旅行时刻镌汰一半。

核裂变本领波及到一个原子被中子击中并区别，同期开释出大宗能量。这个反馈被称为裂变反馈，裂变本领在发电和核能源潜艇方面如故有较为纯熟的应用。要是能用于推动火箭，可能会为NASA提供一种比化学驱动火箭速率更快、推力更将强的替代决议。

NASA和好意思国国防高档参谋探究局（DARPA）正纠合开垦核裂变本领。他们探究2027年在天际中部署并展示原型系统的能力，这可能使其成为好意思国建立和运营的首批访佛系统。

异日，热核鼓吹本领也不错为可操控的天际平台提供能源，但这项本领仍在开垦中。

佐治亚理工学院核工程副栽培丹·科特亚（Dan Kotlyar）指导的参谋小组通过建模来更正和优化核能源鼓吹系统。团队成员但愿通过这种智力，协助想象出能将宇航员奉上火星的热核鼓吹引擎。

核能源与化学鼓吹本领

传统的化学鼓吹系统是使用氢等轻型助推剂与氧化剂发生化学反馈。当两者搀杂在一谈时就能燃烧，使责任介质快速从喷嘴中喷出，推动火箭前进。

科学家和工程师正在参谋的热核鼓吹系统是将氢鼓吹剂泵入核反馈堆来产生能量，然后将责任介质从喷嘴排出，从而推动火箭。

这些系统不需要任何形势的点火系统，因此具有较高的可靠性。与必须要佩带氧化剂投入天际、加多猖獗的化学鼓吹系统不同，热核鼓吹系统依靠的是核裂变反馈来加热鼓吹剂，然后从喷嘴中排生产生推力。

在好多裂变反馈中，参谋东谈主员向较轻的铀同位素铀-235发命中子。铀会经受中子，产生铀-236，然后铀-236区别成两个碎屑，同期开释出一些粒子。

目下天下上开动的400多个核反馈堆使用的王人是核裂变本领，其中大多数是轻水反馈堆。这些裂变反馈堆应用水来减缓中子的速率，并经受和传递热量。水不错平直在中枢或蒸汽发生器中产生蒸汽，从而驱动涡轮机发电。

热核鼓吹系统的责任旨趣一样，但使用的是含有更多铀-235的核燃料。它们的责任温度更高，产生的能量更大体积也更小。核能源鼓吹系统的功率密度约莫是传统轻水反馈堆的10倍。

核能源鼓吹系统在几个方面可能要比化学鼓吹系统更有上风。

核能源鼓吹系统能从发动机喷嘴中赶快排出鼓吹剂，产生更高推力，从而使火箭加快更快。

这些系统的比冲也更高。比冲值不错预计鼓吹剂产生推力的效果。核能源鼓吹系统的比冲约莫是化学驱动火箭的两倍，这意味着它们不错将遨游时刻镌汰一半。

热核鼓吹本领的历史

当年几十年来，好意思国一直在接济热核鼓吹本领的研发。1955年至1973年间，NASA、通用电气和阿贡国度本质室的项生分产并在大地测试了20台热核鼓吹引擎。

但这些1973年以前的想象用的是高浓缩铀燃料。由于存在核扩散的风险，目下如故不再使用这种燃料。

好意思国能源部和国度核安全管制局发起的“专家减少威逼倡议”旨在将好多使用高浓缩铀燃料的参谋型反馈堆改革为高品貌低浓缩铀燃料。

这种铀燃料能发生裂变反馈的物资较少，因此火箭需要装载更多燃料，就会更重。为了措置这个问题，参谋东谈主员正在寻找一种特地材料，不错普及燃料应用效果。

NASA和DARPA开垦的敏捷地月开动示范火箭（DRACO）缱绻在热核鼓吹引擎中使用高品貌低浓缩铀燃料。名目探究在2027年放射火箭。

行动DRACO项计划一部分，航空航天公司洛克希德·马丁与BWX本领公司相助开垦反馈堆和燃料想象。

这些机构正在开垦的热核鼓吹引擎要适应特定的性能和安全标准，它们需要有一个能渊博运转并能奉行必要活泼前去火星的中枢。

理思情况下，这种引擎应该简略产生高比冲，同期知足高推力和低分量的条款。

正在进行的参谋

工程师想象出知足通盘这些标准的发动机之前，需要先建模和仿真。这些模子匡助佐治亚理工学院团队等参谋东谈主员了解发动机若何进行启动和关闭操作。这些操作王人波及到短时刻内温度和压力的强大变化。

热核鼓吹引擎也不同于通盘现存的裂变能源系统，因此工程师们需要开垦出相匹配的软件器具。

佐治亚理工学院的参谋团队使用模子想象和分析热核鼓吹反馈堆。参谋东谈主员对这些复杂的反馈堆系统进行建模，不雅察温度变化等身分若何影响反馈堆和火箭安全，模拟这些效应王人需要大宗端淑的诡计能力。

参谋东谈主员也一直在勤劳开垦新的诡计器具，竣事用较少算力模拟这些反馈堆在启动和开动时的气象。（辰辰）