科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)研究人員稱，聚變能動(dòng)力航天器或于十年內(nèi)問(wèn)世——“直接融合驅(qū)動(dòng)”（DFD）發(fā)動(dòng)機(jī)有望在2028年左右首次“上崗”，讓探測(cè)器在兩年內(nèi)到達(dá)土星。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)副總裁斯蒂芬妮·托馬斯說(shuō)，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(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器歷時(shí)6.75年才到達(dá)土星；“新視野”號(hào)歷時(shí)9.5年才到達(dá)冥王星。

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此外，該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力強(qiáng)勁，可應(yīng)用于很多太空探測(cè)任務(wù)中。例如，DFD可為NASA目前計(jì)劃的“月球軌道空間站”（門戶）提供動(dòng)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(huì)在這個(gè)等離子體中融合，產(chǎn)生大量能量，且?guī)缀鯖](méi)有輻射。熔化的等離子體將加熱在限制區(qū)域外流動(dòng)的冷的推進(jìn)劑，推進(jìn)劑從發(fā)動(dòng)機(jī)后部的噴嘴噴出，產(chǎn)生推力。所有這些熱量會(huì)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(dòng)機(jī)將大部分熱量轉(zhuǎn)化為電能。

托馬斯說(shuō)，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(méi)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(duì)認(rèn)為，他們的概念會(huì)取得成功。她說(shuō)：“DFD與其他聚變反應(yīng)堆概念不同。這一概念尺寸小、操作簡(jiǎn)單、低輻射，還有獨(dú)特的等離子加熱方法?！?/p>

DFD團(tuán)隊(duì)最近從各種機(jī)構(gòu)獲得了資金來(lái)推動(dòng)這一概念的發(fā)展。DFD得到了NASA“創(chuàng)新高級(jí)概念計(jì)劃”提供的兩輪資助，今年也獲得了“高級(jí)研究項(xiàng)目局—能源”（ARPA-E）獎(jiǎng)。

總編輯圈點(diǎn)

人類未來(lái)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(dòng)機(jī)用的就是核聚變能。如果說(shuō)行星發(fā)動(dòng)機(jī)的想象過(guò)于天馬行空的話，聚變能動(dòng)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(lái)巨大變革。