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核热推进综合回顾...
摘要：核热推进 (NTP)，尤其是固体核推进，被认为是太空推进技术进步的一个相当显著的例子。与普通化学火箭不同，NTP 系统使用核裂变来加热氢气或其他推进剂，从而实现比化学火箭更好的效率和比冲，使 NTP 系统适合长时间的太空任务。本文详细介绍了固体核 NTP 系统，包括其工程设计，例如核反应堆堆芯、推进剂流动和推进剂排气喷嘴。它解决了 NTP 系统设计中的重要工程问题，例如能够在反应堆内运行的高温材料、辐射屏蔽、氢存储，以及可用于解决每个问题的一些方法。它还包括 NTP 系统的缺点和反驳，例如运输时间和有效载荷容量，特别是在火星、深空和外层空间沉积大质量物体的任务中。最后，本文探讨了现有的努力和进一步研究的目标，重点关注材料、混合推进系统的发展以及与其他国家合作的能力，以加快 NTP 推进进展的速度，并最终将其用于未来的太空探索。
用于行星际任务的固体核热火箭
简介：核热推进 (NTP)，尤其是固体核推进，被认为是太空推进技术进步的一个相当显著的例子。与普通化学火箭不同，NTP 系统使用核裂变来加热氢气或其他推进剂，从而实现比化学火箭更好的效率和比冲，使 NTP 系统适合长时间的太空任务。本文详细介绍了固体核 NTP 系统，包括其工程设计，例如核反应堆堆芯、推进剂流动和推进剂排气喷嘴。它解决了 NTP 系统设计中的重要工程问题，例如能够在反应堆内运行的高温材料、辐射屏蔽、氢存储，以及可用于解决每个问题的一些方法。它还包括 NTP 系统的缺点和反驳，例如运输时间和有效载荷容量，特别是在火星、深空和外层空间沉积大质量物体的任务中。最后，本文探讨了现有的努力和进一步研究的目标，重点关注材料、混合推进系统的发展以及与其他国家合作的能力，以加快 NTP 推进进展的速度，并最终将其用于未来的太空探索。
清洁港口科尔法克斯露天焚烧的替代方案 - ...
废物能量处理是一项国际挑战，许多国家都积极参与处理废弃或不合格的炸药、推进剂、过时弹药、过去冲突中未爆炸的弹药、采矿和石油压裂作业产生的废弃炸药、烟花和其他自燃材料。CHC 爆炸物废物处理设施是美国仅有的三家接受和处理爆炸性危险废物的成熟商业设施之一。国防部 (DoD) 拥有和运营着许多处理设施，用于处理废弃的军用炸药、弹药和推进剂。最近，路易斯安那国民警卫队被要求签订一个新的热处理系统，以处理路易斯安那州明登营的 1500 万磅 M-6 推进剂和 300 万磅其他炸药。明登营对话小组从众多提议技术中挑选出一套密闭燃烧炉和相关污染消除系统，并获得了环境保护署 (EPA) 的批准，用于处理大量单一推进剂和清洁燃烧点火器。该系统已安装完毕，承包商 Explosive Service International Inc. (ESI) 已销毁超过 1100 万磅的 M-6，预计 2017 年 5 月完工。
阿丽亚娜 5 号 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，发送到地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业通信卫星的质量将会继续增长。阿丽亚娜-5 进入 GTO 的目标容量为 5.97 吨，将不再能够容纳每次发射两颗卫星，而这对于盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的欧空局部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量提高到 7.4 吨，预计 2002 年投入使用。大部分改进（800 千克）来自于将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉管 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力提高到 1350 kN。最后一个要素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量增加到 170 吨。焊接助推器壳体而不是用螺栓将它们连接在一起可节省 2 吨重量，并允许在顶部段多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤重量。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载器可增加 380 公斤容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供
阿丽亚娜 5 号 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，发送到地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业通信卫星的质量将会继续增长。阿丽亚娜-5 进入 GTO 的目标容量为 5.97 吨，将不再能够容纳每次发射两颗卫星，而这对于盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的欧空局部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量提高到 7.4 吨，预计 2002 年投入使用。大部分改进（800 千克）来自于将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉管 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力提高到 1350 kN。最后一个要素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量增加到 170 吨。焊接助推器壳体而不是用螺栓将它们连接在一起可节省 2 吨重量，并允许在顶部段多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤重量。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载器可增加 380 公斤容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供
使用直接聚变驱动器探索海王星外天体
直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机，可为任何航天器产生推力和电力。它是一种紧凑型发动机，基于 D-3He 无中子聚变反应，使用普林斯顿场反转配置进行等离子体约束，并使用奇偶校验旋转磁场作为加热方法实现聚变。推进剂是氘，它被聚变产物加热，然后膨胀到磁喷嘴中，产生排气速度和推力。根据任务要求，单个发动机的功率范围可以在 1 - 10 MW 之间，并且能够实现 4 N 至 55 N 的推力，具体取决于所选功率，比冲约为 10 4 s。在这项工作中，我们介绍了使用这种发动机到达和研究太阳系外边界的可能性。目标是在不到 10 年的时间内，携带至少 1000 公斤的有效载荷，前往柯伊伯带及更远的海王星外天体 (TNO)，如矮行星鸟神星、阋神星和鸟神星，从而可以执行从科学观测到现场操作等各种任务。所选的每个任务剖面图都尽可能简单，即所谓的推力-滑行-推力剖面图，为此，每个任务分为 3 个阶段：i. 从低地球轨道逃离地球引力的螺旋轨迹；ii. 行星际旅行，从离开影响区到滑行阶段结束；iii. 机动与矮行星会合。图中给出了每次机动的推进剂质量消耗、初始和最终质量、速度和 ∆ V。轨迹分析针对两种情况进行：简化场景，其中 TNO 在黄道平面上没有倾斜，真实场景，其中考虑了真实的倾斜角。此后，研究了多种场景，以达到 125 AU，以便研究太阳磁层的外部边界。我们的计算表明，由 DFD 推进的航天器将在有限的时间内以非常高的有效载荷与推进剂质量比探索太阳系的外部边界，开辟前所未有的可能性。
使用激光设计快速火星运输任务...
以快速前往火星为设计目标，探索定向能应用于航天器任务设计。随着光子激光技术的不断发展，预计将实现前所未有的尺寸（直径 10 米）和功率（100 兆瓦）的地球激光阵列。这种尺寸的相控阵激光器结合大气补偿，能够将激光功率传送到地月空间的航天器，入射激光通过充气反射器聚焦到氢加热室中。然后，氢推进剂通过喷嘴排出，实现 3000 秒的比冲。该架构可通过回燃机动立即重复使用，以返回推进装置，同时仍在地球激光的射程范围内。能够承受更大的激光通量，从而实现高推力和高比冲的组合，与激光电推进相比，这种方法更具优势，并且占用的参数空间类似于气芯核热火箭（无需反应堆）。加热室及其相关的再生冷却和推进剂处理系统是设计的关键要素，在本研究中受到特别关注。还详细分析了经过 45 天的飞行后到达火星所需的天体动力学和极端空气捕获机动。讨论了激光热推进作为太阳系及其他地区其他快速飞行任务的有利技术的应用。
Interstellar Technologies Inc. 的 ZERO：降低从日本进入太空的成本
对小型卫星发射机会的需求逐年增加，尤其是对低成本和灵活访问的需求。由于任务、要求和限制各异，许多小型卫星需要专门的发射才能按计划到达预定轨道。尽管与前几年相比，拼车和低成本的专用发射等选择更为常见，但对小型卫星发射服务的需求仍然很高。这一趋势在日本和其他亚洲国家也很明显，因为目前，从当地发射的机会很少。为了解决这一短缺问题，总部位于日本北海道的星际技术公司正在开发两级轨道级运载火箭 ZERO。ZERO 的开发侧重于通过大规模生产、模块化和标准化组件以及内部设计运载火箭系统等方法来降低发射成本。发动机、涡轮泵、推进剂箱、整流罩结构、航空电子设备和地面基础设施等关键部件的大部分工程都是内部完成的。最近的开发更新包括液态生物甲烷发动机燃烧室的水平静态热火试验、涡轮泵的冷流试验、推进剂箱的增压试验、整流罩分离试验和推力矢量控制系统试验，均为缩比原型。本文将介绍星际技术公司如何开发 ZERO 以满足小型卫星的需求并降低进入太空的障碍。
建议提高空间可信自主权
当装备成栖息地时，SLS核心级液体氧气罐是一种压力容器，可用于支持深空中的人类探索。可以用这种栖息地（称为共同栖息地）作为其核心元素来构建探索航天器。这款航天器不仅仅是一种过境工具，它是一种深空勘探工具，这是一个微重力科学实验室，能够在整个太阳能系统中与船上人员进行研究。由Leo仓库提供的推进剂，初步轨迹和V估计值表明，航天器可以执行飞行或轨道宣教式的飞行或轨道任务，其轨迹足够接近太阳，以与汞的轨道相交，或者以足够远的速度飞行以通过主皮带小星钉Vesta飞行。然而，其主要任务是支持火星的人类探险。许多（虽然不是全部）加压和未压力的元素，这些元素构成了深空勘探工具，也可以用于月球和火星的地面大本营中。在传统的太空科学学科的其他方面，该航天器为小行星检索和人工重力研究提供了独特的潜力。三个发射用于部署航天器，但三十九个发射用于向轨道运送推进剂，以充分为航天器加油以进行深空任务。描述了火星船员任务中的关键操作，以说明如何使用车辆并列出了前向工作以使航天器概念成熟。