尽管从未尝试过,但可以评估,同样的技术可以用于执行一些初步的火星载人任务[1, 2]。众所周知,要真正探索和殖民最近的天体,需要开发广泛的技术[3]——开发原地资源的技术、保护宇航员免受辐射的技术、在目的地星球上制造工厂的技术等——但需要直接与推进相关的新技术。特别是,必须使用核能而不是化学能来推动航天器。基于核裂变反应的核热推进和核电推进(NTP 和 NEP)两种替代方案都得到了详细研究,前者已经进行了台架测试,结果非常令人满意。 NTP 和 NEP 可以减少旅行时间(从而减少宇航员受到的宇宙辐射),同时降低低地球轨道初始质量 (IMLEO),从而使星际任务更加经济实惠,从而提高人类执行火星及更远星球任务的机会。NASA 设计参考架构 5 (DRA5) [3, 4] 报告了 NTP 和载人火星任务化学方法之间的有趣比较。此外,NEP 还可以显著改善化学推进,而上述两种核方法之间的选择主要取决于政治决策,即哪种技术可以发展到足够的技术就绪水平。上述两种核方法均基于裂变核反应 [5]。轻质结构和薄膜太阳能电池方面的最新进展使得人们可以考虑将太阳能电力推进 (SEP) 用于载人行星任务,尤其是首次载人火星任务。这是一种“过渡”解决方案,用于提高行星际航天器的性能,使其性能高于化学推进,同时等待 NTP 或 NEP 技术可用。通过将 SEP 的性能与化学推进和 NTP 的性能进行比较,IMLEO 方面的优势显而易见,而就 NEP 而言,它们仅取决于发电机的比重 α,短期内这对太阳能电池阵列比对核发电机更有利。从长远来看,后者会好得多,但开发 SEP 意味着为载人飞行任务开发高功率电推进器,以便在轻型核发电机可用时它们已准备就绪。无论如何,毫无疑问,要成为真正的太空文明,我们必须开发基于核聚变的火箭发动机 [6, 7]。使用聚变能进行航天器推进的想法由来已久 [8]。对于聚变推进,有两种替代方案:类似于 NTP 和聚变 NEP。在过去的 20 年里,许多研究都致力于核聚变发电的总体发展,尤其是核聚变火箭的发展。核聚变 NEP 需要开发轻型核聚变反应堆,而这在今天看来似乎是一项艰巨的任务。此外,这里的重点仍然只是发电机的比重 α,而核聚变发电机的 α 值要比裂变发电机更好还需要很多年 [9],更不用说今天还没有出现过即使 α 值很高的核聚变发电机。在核聚变 NEP 中,α 值越低,比冲的最佳值就越高,因此即使有了轻型发电机,也需要做大量工作来改进电推进器。革命性的直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机,其概念基于普林斯顿场反转配置反应堆,该反应堆无需经过中间的发电步骤即可从聚变中产生推力 [10]。该发动机的开发与普林斯顿等离子体物理实验室正在进行的聚变研究有关。DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量以及低辐射航天器推进系统。最简单的聚变驱动器类型是使用小型不受控制的热核爆炸来推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,而 D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内实现太阳系殖民的推进器。虽然与 DFD 相关的大多数研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速前往火星和小行星带的任务。结果表明,核聚变推进是开启太阳系殖民和建立太阳系经济的有利技术。本文的结构如下:在第二部分中,我们描述了推进器及其主要特性。第三部分专门考虑了地球 - 火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分讨论了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论要使聚变发电机的 α 值优于裂变发电机还需要很多年 [9],更何况目前还没有可用的聚变发电机,哪怕它的 α 值非常高。在聚变 NEP 中,α 值越低,比冲的最优值就越高,所以即使有了轻型发电机,也需要做大量工作来改进电力推进器。革命性的直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机,其概念基于普林斯顿场反转配置反应堆,该反应堆无需经过中间的发电步骤即可从聚变中产生推力 [10]。该发动机的研发与普林斯顿等离子体物理实验室正在进行的聚变研究有关。 DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论要使聚变发电机的 α 值优于裂变发电机还需要很多年 [9],更何况目前还没有可用的聚变发电机,哪怕它的 α 值非常高。在聚变 NEP 中,α 值越低,比冲的最优值就越高,所以即使有了轻型发电机,也需要做大量工作来改进电力推进器。革命性的直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机,其概念基于普林斯顿场反转配置反应堆,该反应堆无需经过中间的发电步骤即可从聚变中产生推力 [10]。该发动机的研发与普林斯顿等离子体物理实验室正在进行的聚变研究有关。 DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论
学分:3.00。实验课程将包括实验室准备讲座、实践课和小型项目。实验室准备讲座将简要介绍与后续实践课相关的基本等离子体物理和诊断学主题。此外,还将讨论相应实验室程序、说明和实验室报告作业的细节。实践课将让学生参与各种等离子体源和等离子体诊断的实际创建和操作。具体来说,学生将操作直流高压击穿设施、静电加速器(离子推进器)、交叉场加速器(霍尔推进器)、大气压等离子体喷射设施,并使用朗缪尔探针、微波干涉仪和光谱仪测量等离子体参数。学分:3.00
系统寿命和阀门循环寿命之间的相关性。CAMFlow 控制方案已在 600W 霍尔推进器上成功测试和验证。这包括开环、闭环和冷“硬”启动操作。控制阀循环超过 1.2 亿次脉冲,同时保持非常低的泄漏率,从而显示出长寿命潜力。CAMFlow 单元目前专注于流量在 0-10 mg/s 范围内的较小霍尔效应或网格离子电力推进系统。然而,该技术广泛应用于更广泛的商业市场的更大流量范围。CAMFlow 系统将接受高达 2,500 psia 的输入压力并将输出流量控制在 <±3%。通过使用较便宜的太空级组件,CAMFlow 技术提供了可靠的低成本流量控制器,非常适合亚千瓦霍尔/离子推进器。
摘要:自 2018 年场发射电推进 (FEEP) 推进器首次飞行以来,已发射了 200 多个基于 FEEP 的推进系统,其中包括 190 个传统 ENPULSION NANO 系统、18 个更高功率的 MICRO 系统和 9 个新型 NANO R 3 /AR 3。后者是传统 NANO 的后继产品,AR 3 版本允许直接推力矢量能力而无需活动部件。本文报告的所有推进系统均基于被动供给的铟基液态金属 FEEP 技术。本文报告了最新的发射和飞行遗产统计数据。我们介绍了在不同应用和轨道中使用的不同推进系统的遥测数据,并介绍了在 LEO 上对传统 NANO 推进器进行 1350 小时累计点火后进行的成功的在轨提取器清洁程序。
韦斯科特创业园 (前身为火箭推进机构) 是越来越多推进器和推进服务公司的所在地。本文概述了其中一些公司的近期活动。Airborne Engineering Limited 报告了其 LOX/LCH4 测试设施的调试工作以及其 VTVL 火箭的进一步测试工作。Protolaunch 报告了使用各种推进剂在 20N-500N 范围内的推进器技术的一系列发展。URA Thrusters 一直在开发各种各样的在轨使用电力推进选项。最后,Race to Space 计划启动,为来自英国大学的学生提供动手推进培训。该计划得到了 Airborne Engineering 和 Protolaunch 的支持,他们为学生举办了热火发动机测试,而 European Astrotech 则协助进行冷流测试。
首款通过核聚变增强的电力推进装置 纽约市,纽约州 — RocketStar Inc. 成功演示了 FireStar Drive,这是一种使用核聚变增强脉冲等离子体的突破性航天器电力推进装置。这种创新装置通过利用一种独特的无中子核聚变形式,显著提高了 RocketStar 基础水燃料脉冲等离子推力器的性能。基础推力器通过水蒸气电离产生高速质子。当这些质子与硼原子的原子核碰撞时,硼原子发生聚变,转变为高能碳,并迅速衰变成三个阿尔法粒子。通过将硼引入推力器的排气管,FireStar Drive 实现了这一聚变过程。与加力燃烧室通过将燃料引入排气管来增强喷气发动机推力的方式类似,推进器排气管中发生的聚变显著提高了其性能。发现 这一核聚变发现首次出现在 AFWERX 的 SBIR 第 1 阶段。当时,硼化水被引入脉冲等离子推进器的排气羽流中。这产生了阿尔法粒子和伽马射线,这是核聚变的明显迹象。它在随后的 SBIR 第 2 阶段得到了进一步验证。在佐治亚州亚特兰大的佐治亚理工学院高功率电力推进实验室 (HPEPL),它不仅产生了电离辐射,还将基础推进装置的推力提高了 50%。“ RocketStar 不仅逐步改进了推进系统,而且通过应用新概念在排气中产生聚变-裂变反应,实现了飞跃,”新墨西哥大学核工程教授 Adam Hecht 表示。“这是技术发展中激动人心的时刻,我期待着他们未来的创新。”“我们的团队已经探索了一段时间,我们对初步测试的结果感到非常兴奋,”RocketStar 首席执行官 Chris Craddock 表示。 “在佛罗里达的一次会议上,我在一张餐巾纸上勾勒出这个想法,并向 Miles Space 的创始人 Wes Faler 描述了它。他在开发基础推进器和聚变增强器方面非常聪明。我们收购了 Miles Space,Faler 现在是我们的首席技术官。所以现在我很高兴能够让我们已经非常出色的推进器进行聚变增强,并显著提高性能。感谢 AFWERX 和 USSF 相信这是可能的!” 下一步 RocketStar 的现有推进器现已可供客户交付。它被称为 M1.5,将作为 D-Orbit 专有的 OTV ION 卫星运载器上的托管有效载荷在太空中进行演示,该卫星运载器将执行计划于今年 7 月和 10 月进行的两次 SpaceX 运输机任务。
2.1a 舰桥布局 2.1b 驾驶室控制台布局 2.2.2a 雷达和 ECDIS 设备 2.2.2b 雷达操作台 2.2.2c 雷达显示器 2.2.3a ECDIS 操作台 2.2.3b ECDIS 显示器 2.3.1a 操舵台外围设备 2.3.2a 电罗经系统 2.3.2b 电罗经监视器 2.3.2c 电罗经子菜单 2.3.3a 自动驾驶仪控制面板 2.3.6a 舵角指示器 2.4.1a 主机舰桥控制装置 2.4.3a 推进器控制系统 2.4.3b 推进器控制面板 2.5.1a 速度计系统 2.5.2a Loran C 2.5.3a DGPS 导航仪 2.5.4a 风速计2.5.5a 气象传真接收器 2.5.6a 回声测深仪系统 2.5.6b 回声测深仪前面板 2.5.7a 值班呼叫面板 2.5.8a 自动识别系统 2.5.9a 航行事件记录系统 2.5.10a 主时钟控制面板 2.6.1a GMDSS 2.6.1b GMDSS 遇险反应 2.6.1c GMDSS 设备
双组元推进剂 500 N 级推进器,用于月球着陆时的轨道控制和速度调节。它采用了国产陶瓷燃烧室,实现了世界上独一无二的“宽推力范围和脉冲操作”组合。其高性能还有助于减轻推进系统的整体重量。
固体液体(S-L)界面都在许多工程应用中发现,例如润滑和涂料系统以及热界面材料。了解(S-L)之间的相互作用对于优化各种工程应用至关重要。这项研究的主要目的是使用非平衡分子动力学模拟提供有关液体表面上液体吸附的见解。为了实现这一目标,将建模固定表面之间的液体,以使用恒定温度作为基线匹配接触界面的真实状态。结果突出了液体吸附层的峰高值,密度曲线和回旋半径之间的显着关系。具体而言,晶体平面(110)的S-L接口处的峰高密度为784.756 kg/m 3,其次是801.786 kg/m 3的(100),最后最高的是晶体平面(111),在966.940 kg/m 3。虽然晶体平面(100)和(111)在S -L界面处的回旋半径约为7.45×10 -21 m 2,但对于晶体平面(110),它的尺寸较小,尺寸约为7.06×10 -21 m 2。结论,固体界面附近的固体密度的吸附层受固体密度的峰值高度显着影响。较高的密度导致固体液体界面附近的液体吸附层更高。固体密度层的数量不会影响液体吸附层的高度。