科技日報記者 劉霞
據(jù)美國太空網(wǎng)近日報道，美國研究人員稱，聚變能動力航天器或于十年內(nèi)問世——“直接融合驅(qū)動”（DFD）發(fā)動機(jī)有望在2028年左右首次“上崗”，讓探測器在兩年內(nèi)到達(dá)土星。
項目團(tuán)隊成員、普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)副總裁斯蒂芬妮·托馬斯說，小型貨車大小的DFD體重約1噸，可幫助機(jī)器人宇宙飛船在短短兩年內(nèi)飛到土星；在發(fā)射5年內(nèi)到達(dá)冥王星。相比之下，美國國家航空航天局（NASA）的“卡西尼”號探測器歷時6.75年才到達(dá)土星；“新視野”號歷時9.5年才到達(dá)冥王星。
此外，該發(fā)動機(jī)動力強(qiáng)勁，可應(yīng)用于很多太空探測任務(wù)中。例如，DFD可為NASA目前計劃的“月球軌道空間站”（門戶）提供動力；也可在月球和火星基地“大顯身手”。
據(jù)托馬斯介紹，DFD內(nèi)部將包含磁性氦-3和氘——一種特殊的重氫熱等離子體。這些元素的原子會在這個等離子體中融合，產(chǎn)生大量能量，且?guī)缀鯖]有輻射。熔化的等離子體將加熱在限制區(qū)域外流動的冷的推進(jìn)劑，推進(jìn)劑從發(fā)動機(jī)后部的噴嘴噴出，產(chǎn)生推力。所有這些熱量會轉(zhuǎn)化成很大的功率，可能在1—10兆瓦之間，DFD將利用“布雷頓循環(huán)”發(fā)動機(jī)將大部分熱量轉(zhuǎn)化為電能。
托馬斯說，這意味著DFD在到達(dá)目的地后，可以完成大量科學(xué)工作。例如，配備聚變裝置的冥王星軌道飛行器可將能量發(fā)射到該星球表面的著陸器，并將高清視頻發(fā)送回地球。
核聚變難以駕馭，目前還沒有人成功展示出全面的、商業(yè)上可行的聚變反應(yīng)堆，但托馬斯團(tuán)隊認(rèn)為，他們的概念會取得成功。她說：“DFD與其他聚變反應(yīng)堆概念不同。這一概念尺寸小、操作簡單、低輻射，還有獨特的等離子加熱方法?！?/p>
DFD團(tuán)隊最近從各種機(jī)構(gòu)獲得了資金來推動這一概念的發(fā)展。DFD得到了NASA“創(chuàng)新高級概念計劃”提供的兩輪資助，今年也獲得了“高級研究項目局—能源”（ARPA-E）獎。
總編輯圈點
人類未來發(fā)展需要高效、穩(wěn)定、清潔的可再生能源，核聚變能源可能是最理想的選擇之一。今年春節(jié)上映的科幻電影《流浪地球》中，帶著地球去流浪的行星發(fā)動機(jī)用的就是核聚變能。如果說行星發(fā)動機(jī)的想象過于天馬行空的話，聚變能動力航天器的誕生倒是值得期待。一旦研制出爐，這種技術(shù)將大大提高人類探索太空的效率，而且還能為汽車、火車等地面交通工具所用能源帶來巨大變革。
