美国DARPA授予Lockheed Martin和BWXT核热火箭合同,启动DRACO实验核热火箭(NTR)的设计和制造。
美国国防高级研究计划局(DARPA)与美国国家航空航天局(NASA)合作,宣布了通过灵活月球轨道作业示范火箭(DRACO)实现世界上首次核热火箭(NTR)发动机在轨演示目标的进展。
2023年7月,DARPA与Lockheed Martin签署协议,该公司将开始制造和设计实验NTR飞行器(X-NTRV)及其发动机。作为Lockheed Martin的合作伙伴之一,BWX Technologies(BWXT)将开发核反应堆,并制造由美国能源部(DOE)供应高浓度低富集度铀(HALEU)的燃料。
基于4.49亿美元(约32.6亿人民币)的联邦资金,DRACO计划利用了美国通过之前的核动力火箭发动机应用(NERVA)计划对核热技术的早期投资,但采用了一种新的燃料选择,减少了后勤障碍。
DARPA正在使用HALEU燃料,这得益于《美国安全总统备忘录20》(NSPM-20),该备忘录更新了美国发射太空核能动力和推进政策。作为额外的安全措施,DARPA将该系统设计为发动机的裂变反应堆在到达指定轨道之前保持关闭状态。
美国将在2027年提供将X-NTRV送入太空的运载火箭。DOE将提供HALEU材料,由执行单位加工成燃料。
项目经理Tabitha Dodson博士表示,“DRACO项目旨在为美国提供领先的推进能力。NTR实现了类似于太空化学推进的大推力,但效率提高了两到三倍。通过成功的示范,我们可以显著提升人类在太空中更快更远的出行方式,并为未来部署所有基于裂变的核能太空技术铺平道路。”
DRACO计划是一个开发和试验太空核热推进技术的三阶段计划。目标是在轨示范核热火箭。该技术可用于将宇航员运送到火星及更远的地方,并实现到火星的快速运输任务。计划于2027年将DRACO试验航天器送入太空并运行核能发动机。航天器以“冷”状态(反应堆作为发射安全措施的一部分被关闭)由常规火箭从地球发射,一旦航天器到达近地轨道上方的适当位置,反应堆将启动。
核能推进系统可以产生比化学推进系统高30%至70%的飞行速度。例如,猎户座飞船以约5000英里/小时(约8047公里/小时)的速度掠过月球,但如果使用核能动力火箭发动机,它的飞行速度可以高达6500英里/小时~8500英里/小时(约10461公里/小时~13679公里/小时)。
BWXT的反应堆和燃料将成为世界上第一个使用核热推进示范航天器的关键部件。
BWXT将完成核反应堆的最终设计,制造反应堆的硬件和燃料,组装各部件,并将装料的反应堆作为一个完整子系统交付,以集成到DRACO中。该项目的工作将主要在美国Virginia州Lynchburg附近的BWXT综合设施进行。
反应堆的能量将实现推进,使DRACO能够在长时间内以极高的速度和灵活性在太空中机动。核热推进系统旨在使用HALEU燃料来迅速加热过冷气体,如液态氢。随着气体被加热,它迅速膨胀并产生推力,能比传统的化学燃烧引擎更有效地推动飞行器。其目标是显著缩短从地球到火星的运输时间。
示范航天器将在435至1240英里的高度之间绕地球轨道飞行。DARPA表示,这条轨道高度足够确保试验航天器在轨道上停留超过300年,或足够长的时间让反应堆燃料中的放射性元素衰变到安全水平。
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