在短短的幾十年里，我們已經(jīng)在探索到外太空深處，以期找到更多關于人類起源的線索，同時也找到困擾我們所有人的問題的答案：我們是獨一無二的嗎?

1、創(chuàng)新先進概念

在銀河系層面上，我們才剛剛開始觸及可能的表面，無論我們的太空探索技術達到了多少里程碑，未來還有更多的里程碑存在。

我們還沒有在另一個星球世界建立一個真正的前哨基地，我們還遠沒有找到在浩瀚太空中保持宇航員完全安全的方法。

更重要的是，我們還沒有發(fā)現(xiàn)一種能夠在適當?shù)臅r間范圍內打開附近恒星系統(tǒng)推進的方式，這種推進方式不需要世代飛船。

關于以上的任何一個想法都非常豐富，但其中很少有機會成為現(xiàn)實。美國國家航空航天局(NASA)善于從眾多的想法中選出最好的。

NASA通過一個名為“創(chuàng)新先進概念”(NIAC)的項目實現(xiàn)了這一目標，該項目今年確認了不少于14個與航天工業(yè)潛在相關的概念，并向他們授予了各種資助。

自今年1月?lián)芸钜詠恚呀?jīng)完成了其中的13個項目，現(xiàn)在我們已經(jīng)排在了最后。其中有一個最有趣的項目，叫做氣凝膠核裂變碎片火箭發(fā)動機(氣凝膠核FFRE)。

2、從核熱推進到裂變碎片火箭發(fā)動機

目前正在研究的太空船動能推進方法之一是核熱推進(NTP)。這種設計要求利用核反應(即裂變)產生的熱量來產生推力，通過將工作流體(最常見的是液態(tài)氫)加熱至高溫、膨脹并通過噴嘴排出來實現(xiàn)。

NASA在過去60年里一直在研究這種方式。之所以這樣做，是因為NTP的效果顯示，至少可以將化學火箭效率提高一倍，為載人火星任務，甚至更遠的任務打開大門。

2021年2月，宇航局發(fā)出了一份NTP設計提案請求，并概述了該火箭所需的一些主要特性，一個關鍵因素是該概念工作要求的高溫。

更準確地說，NASA需要這樣的火箭及其部件能夠承受4,600℉(2,538℃)以上的溫度。這并不是不可能實現(xiàn)的，但在發(fā)動機效率方面，該溫度會帶來各種各樣的限制。

目前正在研究的典型NTP具有900至7,000秒的比脈沖(特定數(shù)量的燃料產生的推力)，這里的比沖明顯高于標準化學火箭的450秒。

在今年的NIAC項目中，有人提出了一種能夠達到4,000秒比沖的核熱推進系統(tǒng)。

我們早在一月份就討論過這個想法，以今天的標準來看，它的動能推進看起來很強大，但與氣凝膠核心FFRE所承諾的相比，微不足道。

3、未來先進推動

該設計理念屬于Positron Dynamics公司的一位研究員，該公司將自己描述為火箭的制造者，其速度比我們現(xiàn)在擁有的任何東西都快1,000倍。

今天，我們將重點放在瑞安·威德(Ryan Weed)想象的FFRE上，他也是公司的CEO。他的FFRE承諾，至少在紙面上，一個比其他類似想法小得多的部件會產生超過10萬秒的特定比沖。

這種FFRE將使用低密度氣凝膠與磁場相結合，而不是使用工作流體來產生推力。

來自反應堆的燃料顆粒將通過一個未完全解釋的過程嵌入到這種材料中，并通過磁場保持在所需的軌道上。

然后，粒子將被釋放出來，用作推進的火箭排氣，同時也用作航天器的電力。

在獲得NIAC撥款后，威德表示，他將嘗試設計一個“小型原型低密度核反應堆堆芯”。

此外，還將對一個特定的系外行星觀測任務進行一項獨特的研究，這項任務需要一個望遠鏡航天器在短短15年內覆蓋100光年。

與所有其他NIAC概念一樣，這一概念也處于早期階段，不知道它是否會成為現(xiàn)實。

然而，在一個人的一生中能夠跨越宇宙中的巨大距離，前景是誘人的，如果我們要成為銀河文明，我們一定要努力實現(xiàn)這一目標。

(本文編譯《Fission Fragment Rocket Engine Concept Puts Planets 100 Light Years Away Within Reach》)