美国宇航局和国防高级研究计划局(DARPA)周二宣布,将合作在太空中演示核热火箭发动机,为NASA载人火星任务提供能力。
NASA和DARPA将在敏捷地地月操作演示火箭(简称DRACO)项目上合作。这项非补偿协议旨在使两个机构受益,概述了旨在加快发展努力的角色、责任和流程。
“NASA将与我们的长期合作伙伴DARPA合作,最快在2027年开发并演示先进的核热推进技术。在这项新技术的帮助下,宇航员可以比以往任何时候都更快地往返于深空,这是为载人火星任务做准备的主要能力,”美国宇航局局长比尔·尼尔森说。“祝贺NASA和DARPA的这项令人兴奋的投资,因为我们一起点燃了未来。”
使用核热火箭可以缩短运输时间,降低宇航员的风险。减少运输时间是人类火星任务的关键组成部分,因为更长的旅程需要更多的物资和更强大的系统。成熟的更快、更高效的运输技术将帮助NASA实现从月球到火星的目标。
太空旅行的其他好处包括增加科学有效载荷能力和更高的仪器和通信功率。在核热火箭发动机中,裂变反应堆被用来产生极高的温度。发动机将反应堆产生的热量转移到液体推进剂中,液体推进剂通过喷嘴膨胀和耗尽,从而推动飞船前进。核热火箭的效率是传统化学推进的三倍或三倍以上。
美国宇航局副局长帕姆·梅尔罗伊说:“美国宇航局与DARPA在实现各自任务的项目上有着悠久的合作历史,比如太空服务。”“将我们的合作伙伴关系扩大到核动力推进领域,将有助于推进NASA将人类送上火星的目标。”
根据协议,NASA空间技术任务理事会(STMD)将领导核热发动机的技术开发,将其与DARPA的实验航天器集成。DARPA是整个阶段和发动机(包括反应堆)开发的合同授权机构。DARPA将领导整个项目,包括火箭系统集成和采购、批准、调度和安全,涵盖安全和责任,并确保发动机与航天器的整体组装和集成。在开发过程中,NASA和DARPA将在2027年太空演示之前合作组装发动机。
DARPA主任Stefanie Tompkins博士说:“DARPA和NASA在为各自的目标推进技术方面有着悠久的卓有成效的合作历史,从首次将人类送上月球的土星5号火箭到机器人服务和卫星加油。”“太空领域对现代商业、科学发现和国家安全至关重要。通过DRACO核热火箭项目实现空间技术跨越式进步的能力,对于更有效、更快速地将物质运送到月球,最终将人类运送到火星,将是至关重要的。”
美国进行的最后一次核热火箭发动机试验发生在50多年前,是在美国宇航局的用于火箭运载工具应用的核发动机和漫游者项目下进行的。
STMD副署长Jim Reuter说:“通过这次合作,我们将利用我们从以前许多太空核动力和推进项目中获得的专业知识。”“最近的航空材料和工程进步正在为太空核技术开创一个新时代,这次飞行演示将是为地球-月球经济建立太空运输能力的一项重大成就。”
美国宇航局、能源部(DOE)和工业界也在为多项计划开发先进的空间核技术,以利用能源进行太空探索。通过NASA的裂变表面动力项目,美国能源部授予了三个商业设计项目,以开发可以在月球表面和后来的火星表面使用的核电站概念。
美国宇航局和能源部正在进行另一项商业设计工作,以推进高温裂变燃料和反应堆设计,作为核热推进发动机的一部分。这些设计工作仍在开发中,以支持提高发动机性能的长期目标,但不会用于DRACO发动机。