美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校近日与美国航天局马歇尔航天飞行中心签署合作协议,将围绕核热推进技术开展进一步研究。这项合作旨在帮助美国航天局评估核热推进系统在未来航天任务中的应用场景,并为更快、更远的深空飞行提供技术支撑。

阿拉巴马大学亨茨维尔分校表示,其研究团队将为马歇尔航天飞行中心提供任务分析、推进建模、数字工程以及先进核推进概念等方面的支持。马歇尔航天飞行中心长期承担推进系统和相关硬件研制任务,此次合作将有助于美国航天局判断核热推进系统在何处、以何种方式发挥最大作用。
核热推进并不是全新的设想。该校介绍,美国航天局早在20世纪50年代和60年代就曾开展相关热推进项目,后来由于工作重点转向航天飞机计划,这一方向被搁置。不过,当年的基础工程设计和大量地面测试数据已经留下,为今天重新推进相关研究提供了基础。
今年早些时候,美国航天局公布了一系列计划,其中包括在2028年底前发射一艘核动力航天器前往火星。阿拉巴马大学亨茨维尔分校推进研究中心副主任戴尔·托马斯博士表示,过去几十年的工作留下了设计方案和大量地面测试数据,“我们不是从零开始”。
托马斯认为,核热推进系统有望把前往火星的飞行时间从约6个月缩短至2至3个月,这对航天员安全将带来重要影响。他还表示,采用先进核推进后,未来任务或可在约5年内抵达木星、6年抵达土星、8年抵达天王星、9年抵达海王星,一些过去难以实现的深空任务将进入可考虑范围。
与此同时,阿拉巴马大学亨茨维尔分校还在研究利用数字孪生等数字工程手段,帮助美国航天局在实际硬件建造前评估推进系统性能。不过,托马斯也提醒,核推进仍面临现实挑战。20世纪60年代可以在沙漠中进行的试验,如今因辐射顾虑已难以照搬。核热推进真正的瓶颈在于地面测试基础设施,现代核热测试需要废气捕集能力和专门设施。
托马斯表示,如果测试基础设施到位,相关发动机有可能在一年内准备就绪。展望下一步,阿拉巴马大学亨茨维尔分校正在牵头推进离心式核热火箭概念研究。与传统固体堆芯核热发动机不同,这一方案使用高速旋转离心机容纳熔融铀,使氢推进剂能够直接穿过液态燃料吸收高温,随后喷出产生推力。