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韦斯科特试验场火箭试验概况（2021 年）
位于英国白金汉郡韦斯科特创业园（前身为韦斯科特火箭推进机构）的火箭开发和测试设施 70 多年来一直是英国化学火箭科学和技术的中心。与大多数行业一样，英国化学火箭行业在其历史上经历了高潮和低谷，韦斯科特的员工人数在 20 世纪 70 年代和 80 年代高达 1,100 人，而在千禧年左右则低至 15 人。之前的一篇论文集中讨论了韦斯科特早年的火箭活动 [1, 2]；本文集中于 2021 年，重点关注 Airborne Engineering 和 Nammo UK 的活动。这些火箭公司经常合作进行新技术试验和机构赞助的研究计划。每个组织都有一套独特的能力和专业知识，可以汇集在一起，在这些计划上互利互惠。这些能力共同构成了
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。
米切尔研究所政策文件
当前美国由化学火箭驱动的太空系统可以看作是一个世纪前的飞艇，而对手的太空核热推进 (SNTP) 系统则像现代战斗机，因为它们推力更大、续航时间更长。SNTP 可以为中国和俄罗斯提供超越当前美国太空架构和作战概念并摧毁美国太空部队的手段。然而，这不一定是我们的未来。国防部有机会利用数十年的 SNTP 技术开发来创建更具机动性和可防御性的太空架构，以保护美国利益。创建这种新的基于机动的部队设计将是确保美国太空部队拥有所需资源的重要一步，以便在和平和战争中获得并保持我国的太空优势。
等离子体和磁场
美国宇航局刘易斯研究中心的主要职责是研究和开发飞机和航天器的推进和动力系统。该职责比美国宇航局成立早很多年，实际上可以追溯到 1941 年，当时兰利实验室的一个小组搬到克利夫兰，建立了国家航空咨询委员会的航空发动机研究实验室，这是美国宇航局的前身。有了这样的历史背景，我们从应用的角度看待我们的大部分研究，以应用于新的或改进的推进和动力概念和系统，也就不足为奇了。正是这种观点导致了我们在本次会议上讨论的大部分研究和技术。这项研究针对的一些推进和动力概念距离应用还很遥远，有些可能被证明是不可行的。但是，除非对这些概念进行一些研究，否则我们无法发现这些概念的真正问题和局限性。确定推进概念的可行性确实是刘易斯的主要职责。在 20 世纪 40 年代和 50 年代初期，该中心的大部分活动涉及航空发动机，主要是涡轮喷气发动机及其相关部件。研究了它们在所有速度范围内的任务。这些系统、部件和任务研究的结果定期以会议的形式提交给航空工业、相关大学和军队。在过去的十年中，此类会议断断续续地持续着。这次会议是新系列会议之一，将以浓缩和总结的形式介绍我们在刘易斯活动几个领域的观点和研究成果。在 NACA 时期，刘易斯正在研究其他推进概念（除涡轮喷气发动机外），例如冲压喷气发动机、高能化学火箭和核动力航空发动机，以及任务和应用研究。一些关于核能用于涡轮喷气发动机、冲压喷气发动机和火箭的评估研究可以追溯到 1946 年。随着 1947 年中期对导弹的重视程度不断提高，刘易斯中心开始研究其他推进概念（除涡轮喷气发动机外），例如冲压喷气发动机、高能化学火箭和核动力航空发动机，以及任务和应用研究。一些关于核能用于涡轮喷气发动机、冲压喷气发动机和火箭的评估研究可以追溯到 1946 年。
DOI: 10.29026/oea.2023.220113 激光与航空航天的第二次融合——高能激光的灵感
自第一台激光器发明以来，人们对高能激光器的追求从未停止。20世纪60年代激光与航天的融合推动了高能激光器的第一次革命，化学火箭发动机的出现为气流和化学激光器的诞生提供了新的动力，最终使兆瓦级激光器从梦想变成了现实。如今，高能激光器的发展已进入电时代和火箭发动机时代。目前电火箭发动机的特性与高能激光器的目标高度一致，包括电驱动、高效散热、极小的介质消耗以及极轻的重量和体积，这引发了激光与航天的第二次融合，推动了对高能激光器潜力的探索。作为一种探索性尝试，展示了一种新型二极管泵浦亚稳态稀有气体激光器结构，其增益发生器类似于电火箭发动机，以提高功率缩放能力。
用于空间推进的核波转子双模循环
核热推进 (NTP) 目前被确定为整个太阳系人类任务的首选推进技术之一。最先进的 NTP 循环基于固体核发动机火箭飞行器应用 (NERVA) 级技术，该技术预计将提供 900 秒的比冲 (I 𝑠𝑝 )，是化学火箭性能 (450 秒) 的两倍。即使有如此令人印象深刻的提升，NTP I 𝑠𝑝 仍然无法为高 Δ V 任务提供足够的初始到最终质量分数。核电推进 (NEP) 可以提供极高的 I 𝑠𝑝 (>10,000 秒)，但推力较低，并且推进系统质量功率比受到限制。对电源的需求还增加了太空散热问题，在理想条件下，热能转化为电能的比例最多为 30-40%。提出了一种新型波转子 (WR) 顶置循环，有望提供接近 NERVA 级 NTP 推进的推力，但 I 𝑠𝑝 在 1200-2000 秒范围内。与混合 NEP 模式相结合，占空比 I 𝑠𝑝 可以进一步增加（1800-4000 秒），同时将额外干质量降至最低。双模设计使快速运输级载人火星任务成为可能，并有可能彻底改变我们太阳系的深空探索。
探索太阳能在小行星采矿和资源收集任务中的应用范围
摘要：小行星采矿通过从近地天体 (NEO) 中提取有价值的材料，有可能缓解地球的资源稀缺问题。这一新兴产业的关键推动因素是太阳能，它为太空作业提供了可持续和高效的能源。本文探讨了太阳能在小行星采矿中的作用，重点介绍了光伏技术的进步和太阳帆电力系统的进展。本文还探讨了太阳能采矿作业的经济可行性、环境考虑因素和未来挑战。随着太空探索的进展，太阳能有望通过小行星采矿在太空经济发展中发挥核心作用。关键词：光伏电池、小行星采矿、太阳能帆船、推进系统、IKAROS、隼鸟号、隼鸟 2 号、太阳能帆 1. 简介几十年来，人类已经知道太空中存在有价值的矿物。事实上，目前的理论推测，绝大多数比铁重的金属之所以沉入地核，是因为它们比原始行星的炽热半固体地壳密度大。我们在地壳上看到的许多重金属都是几十亿年前与小行星碰撞带到地球上的。（多伦多大学）随着人类文明对具有奇异性质的稀有金属的需求不断增加，一些人将目光从地下矿山转向了行星际空间中的小行星。将小行星上的材料带回地球一直是科幻小说的范畴，直到 2010 年日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 发射并返回隼鸟号 (Amos)。此后，JAXA 的隼鸟 2 号和美国宇航局的 OSIRIS-REx 任务也成功地从小行星和彗星上带回了材料。然而，这些任务纯粹是探索性的，并非为商业采矿而设计的。在大规模开采小行星实现商业可行性之前，需要克服几个技术挑战。一个重大挑战是需要能源，既要操作采矿设备，又要将开采的矿石运送到可以提炼和利用的地点。虽然隼鸟号和 OSIRIS-REx 任务使用太阳能光伏阵列为其机载设备供电，但它们使用化学火箭或离子推进系统往返目标小行星。这些对于长期商业开采来说是不切实际的。太阳能因其丰富和可再生性，可能成为满足小行星采矿能源需求的可行候选者。除了光伏电池用于发电外，太阳能还可以通过太阳帆的形式用于推进。本文将讨论利用太阳能进行小行星采矿的关键发展，强调对开发太空资源日益增长的兴趣和可行性。小行星采矿的必要性小行星富含金属，包括铂、金和稀土元素，以及水和其他挥发物。这些资源可以开采并运回地球或
卫星电重力推进系统
先进科学技术研究组织，日本横滨 基金会物理学研究中心 (FoPRC)，意大利科森扎。 电子邮件：takaaki.mushya@gmail.com 通讯作者详细信息：Takaaki Musha；takaaki.mushya@gmail.com 摘要 已经开发出几种空间推进方法，包括实用的和假设的，每种方法都有其缺点和优点。本文讨论了通过电重力推动卫星的可能性。通过理论计算，这种推进方法可以产生足够的力来控制卫星的轨道。它只使用太阳能电池板产生的电能，卫星可以永久绕地球运行并在太阳附近的任何轨道上运行。 关键词：空间推进；卫星；电重力；比菲尔德-布朗效应 介绍 所有航天器都需要一种推进方法。已经开发出几种空间推进方法，包括实用的和假设的，每种方法都有其缺点和优点。卫星首次发射到预定轨道需要使用常规液体或固体火箭发动机，并具备足够的推进力以克服地球大气层并达到稳定轨道所需的高速度。行星际航天器可能需要这种强大的常规火箭发动机，但也可以依靠功率较小但持续时间较长、ISP 较高的发动机，如离子推进器或霍尔效应推进器。卫星即使进入稳定轨道，也需要可靠的长时间推进方法才能保持功能。即使卫星在轨道上，它也会受到稀薄大气层的阻力和其他力的影响，这些力会随着时间的推移降低轨道。因此，卫星必须能够对其轨道进行微小修正以保持轨道，这称为轨道站保持 [1]。此外，卫星可能需要能够不时从一个轨道转移到另一个轨道 [2]，能够保持相对于地球表面、太阳或其他感兴趣的天文物体的特定姿态 [3]，并且由于部件故障或其他原因，甚至可能需要以安全和可控的方式脱离轨道。在大多数情况下，当卫星执行轨道调整的推进系统耗尽或无法再产生推进力时，卫星执行其设计任务的能力就结束了，其使用寿命也结束了。目前，卫星通常只使用较小版本的化学火箭发动机或电阻喷射火箭进行推进。有些卫星确实使用电动动量轮进行姿态控制，但由于运动部件的存在，这些动量轮容易发生故障，并且它们可以执行的校正范围有限。最近，卫星开始使用电力推进，例如离子推进器来保持位置并调整轨道，但这种推进器虽然是电力驱动的，他们的供应仍然有限