在过去，人们曾大胆地试验过裂变驱动的火箭。这个概念是通过让气体通过裂变核来加热它。热气从火箭的锥筒中喷出(参阅密涅瓦计划)。酷。但是，美国有三家公司正在研究核聚变太空引擎
- MSNW(由John Slough博士于1994年在西雅图华盛顿建立)
- 从普林斯顿普林斯顿融合系统(去年失去卫星系统)。
- 螺旋空间(成立于2017年加州伯克利)。
在这三家公司中，Helicity Space的方法是我在过去5年所见过的最酷的方法之一。他们的设计使用磁重联技术快速加热等离子体达到聚变状态。再次转储多达45%的能量从磁场加热等离子体核聚变条件。托卡马克能源公司目前正利用这一过程来加热其ST-40球形托卡马克。螺旋驱动如下所示。
该机器基于华盛顿大学的麻糬实验(见下文)。这个实验是为了研究喷流中的磁重联现象，而不是为了核聚变或火箭。但当研究人员意识到重新连接可以使等离子体热到足以聚变时，他们意识到这可以用于火箭!
他们设想了Helcity-drive:一种聚变驱动的火箭。这个太空发动机有6个阶段:
- 形成。从多个喷流中形成一个等离子体(想想一个半稳定的类似DNA的等离子环)。
- 移动。通过改变设备周围的超导体的磁场来移动设备的结构。
- 压缩。推动等离子体通过一个磁性喷嘴，压缩它，使其同时达到融合和重新连接的状态。
- 第二春。等离子体的磁场重新连接，向等离子体释放能量(磁场包含的能量比电场要多得多)。
- 融合。当等离子体突然被加热和压缩时，它就会熔合。目前还不清楚中子的输出会是多少。
- 排气。热气体和聚变产物将从飞船尾部喷射出来。
另外，部分核聚变能量可以用来为飞船本身提供能量，这意味着你可以用它来运行整个飞船!!
正如Dmitrii和Micheal指出的主要问题是:
- 热量。整艘船的温度会是个问题。太空散热能力很差。没有空气把能量带走。它只通过发射光离开-所以你必须建造“帆”或“鳍”来驱动表面面积。
- 中子。核聚变产生中子，中子“击破”反应堆，使其具有放射性。你可以用碳化钨来建造推进器壁，碳化钨是一种坚硬的金属，有很高的熔点来处理这个问题。螺旋度研究小组希望添加一个液态铅锂覆盖层来帮助解决这个问题——但是这个覆盖层会受到超导场的影响。
- 电荷。你可以处理这个问题。离开飞船的等离子体是(+)或(-)电荷。如果火箭排气中有更多的(-)充电，整艘飞船可以充电(+)。这可能会搞乱你的车载电路。你的处理方法是在废气离开飞船之前将其中和。你可以在霍尔效应推进器上看到这个中和器(用橙色箭头标记)。
- 超导体和中子。没有人真正知道超导体和中子将如何完全相互作用——这是目前核聚变研究的一个主要领域——但可能不会很好。超导电性基本上是一种量子力学效应——它基本上是指一个长长的金属原子链形成一个超轨道，电子可以通过这个超轨道飞行。
螺旋传动是新的。该公司在过去两年才成立，该概念在过去18个月才获得专利，第一批概念论文才在今年8月发表。但是他们为2020年美国航空工业协会推进和能源会议做了一个很好的出版物。以下是报纸上的一些亮点。
螺旋推进器内的能量流动流程图。
发动机性能的不同类型核聚变火箭设计。
要多久才能到达火星?
我用了280牛的推力(如果你看上面的表格数字从0。043到14万)这将使这种火箭比目前正在开发的最先进的空间推进器好十倍。为了了解这意味着什么，我给普林斯顿核聚变系统副总裁斯蒂芬妮·托马斯夫人发了封邮件。该公司有一个很好的MATLAB软件，可以预测地球到火星的过境时间，基于火箭的性能，出发日期等。绘制从地球到火星的旅程比仅仅穿越一段距离要复杂得多，但是这个软件可以管理所有的计算细节。当时的预测是，这枚火箭可以在110天内从地球到达火星，使用0.6公斤的氦-3燃料。
