核融合可以将未来的人类探险力量发挥给火星

由融合驱动的火箭动力支持的航天器的概念图象。在这张图片中，船员将在前向大多数腔室中。侧面的太阳能电池板将收集能量以启动创造融合的过程。华盛顿大学，MSNW

在通过NASA创新的先进概念计划资助的项目中，华盛顿大学和MSNW的研究人员正在计算探险用融合的火箭来计算火星的探险。

人类到火星的旅行长期以来一直是空间计划不可悬的胡萝卜。现在，宇航员通过独特操纵核融合的独特操纵，宇航员可能是靠近我们最近的行星邻居的一步，这是对太阳和星星的相同能量。

华盛顿大学基于RedMond的空间推进公司的研究人员和科学家正在建造一个融合动力火箭的组件，旨在清除许多阻挡深层空间旅行的障碍，包括长期运输，过高的成本和健康风险。

“使用现有的火箭燃料，人类几乎不可能超越地球，”航空航天驻航空公司UW研究副教授John Slough表示，Lead Chinese of Gearing Compense副教授John Slough表示。“我们希望在空间中给我们一个更强大的能源来源，最终可能导致行动普通旅行。”

该项目由NASA的创新高级概念计划提供资金。上个月在一个研讨会上，斯劳和他是主席的MSNW的团队展示了对火星之旅的使命分析，以及详细的计算机建模和初步实验结果。他们的少数项目之一是上秋季的第二轮资金，后在已经收到了超过700个提案的15个项目领域的阶段。

美国国家航空航天局估计往返MARS的往返人类探险将采用现有技术需要四年多。空间所需的化学火箭燃料的纯粹量将极为昂贵 - 仅推出的发射成本超过120亿美元。

斯劳和他的团队发布了使用融合的火箭来计算30-和90天探险对火星的潜力的论文，这将使旅行更加实用，更昂贵。

但这真的可行吗？

Slough和他的同事在MSNW思考。他们已经展示了该过程的所有部分的成功实验室测试。现在，关键将对每个分离的测试将每个分离的测试结合成使用该技术产生融合的最终实验，Slough表示。

研究团队开发了一种在自己的磁场中被包裹的等离子体。当该等离子体被压缩到具有磁场的高压时，发生核聚变。该团队在实验室中成功地测试了这种技术。

仅需要少量融合来为火箭发电 - 这种材料的一小粒沙子具有与1加仑火箭燃料相同的能量含量。

为了为火箭提供动力，该团队设计了一种系统，其中强大的磁场导致大型金属环围绕该等离子体造成融合到融合状态。融合环合并以形成点燃融合的外壳，但仅用于几微秒。即使压缩时间很短，即使从熔融反应释放足够的能量，以快速热和电离壳体。这种超加热的电离金属以高速速度从火箭喷嘴喷射出来。每分钟重复这个过程，推动航天器。

在下面的视频中，血浆（紫色）注入，而锂金属环（绿色）在等离子体周围迅速塌陷，产生融合。

UW-MSNW团队成功地展示了Redmond的UW等离子动力学实验室中的金属粉碎过程。下面的视频从三维计算机仿真中取出，显示了三个锂环，因为它们在等离子体材料周围塌陷。

该团队的样品是倒塌的拳头型铝环，由其中一个测试中的一个测试，为人们在最近的NASA研讨会上看到和触摸。

“我认为每个人都很高兴看到了确认我们正在使用的主要机制，以便压缩等离子体，”斯劳说。“我们希望我们能够利益，因为融合并不总是40岁，并且并不总是耗费20亿美元。”

现在，该团队正致力于通过使用该技术压缩等离子体并创建核融合来将其全部携带。斯劳希望在夏天结束时准备好一切测试。

等离子体动态实验室 - 斯劳和同事，包括UW研究生，建立和进行实验 - 是用蓝色电容器填充墙壁的墙壁，每个都能保持能量，每个都像高压电池一样运行。将电容器连接到巨大的磁铁，该磁铁容纳腔室，其中将发生融合反应。利用开关的翻盖，同时触发电容器以向磁铁的一秒钟的一部分提供100万放大器的电力，这迅速压缩金属环。

使用的机械过程和设备具有相当简单的，斯隆表示，它们的设计在空间中工作。

“你放置空间的任何东西都必须以相当简单的方式运作，”他说。“你可以将这种技术推断到可在太空中使用的东西。”

在实际的空间旅行中，科学家们将使用锂金属作为压碎环，以便为火箭提供动力。锂电池的锂是非常有反应性的，铝合金也是如此，铝合金也是如此。

Slough说，核聚心可能会引起核弹的应用，但它在这种情况下的应用非常不同。用于为火箭发电的融合能量将从氢炸弹减少10亿倍，这太少造成了显着的爆炸。此外，蜕膜的概念使用强磁场来包含融合燃料，并将其安全地远离航天器和任何乘客。

研究合作伙伴是Anthony Pancotti，David Kirtley和George Votroubek，所有MSNW;克里斯托弗PIHL，UW航空航天和航天学的研究工程师;和迈克尔Pfaff，航空航天和航天学生的UW博士生。

刊物：

磁雕像：载有载人任务和行星深空轨道轨道的等离子体Aercocapture，David Kirtley.Poster来自Niac Spring Symposium（2013） Pihl，Michael Pfaff。来自NIC Spring Symposium（2013）的Poster。融合驱动火箭。斯劳，J.，Pancotti，A.，Kirtley，D.，Pfaff，M.，Pihl，C.，Votroubek，G.，NASA NIC第II次研讨会（2012）。原位电磁推进Martian和地面大气的电磁推进。Kirtley，D.Pancotti，A.，斯劳，J.和Pihl，C.Aiaa联合推进会议（2012年）。融合驱动火箭的Smission设计架构。Pancotti，A.，Slough，J. Kirtley，D.等AIAA联合推进会议（2012）。磁性惯性融合驱动火箭。J. Slough，D. Kirtley，A.Pancotti，M.Pfaff，C. Phil，G.Votroubek。第39届IEEE血浆科学国际会议（ICOPS）（2012）。通过直接转化融合能源的核武器推进。Slough，J. Kirtley，D. Pihl，C.和Pancotti，A.NASA NIC Symposium（2012）。电磁疟原虫推进器的稳定操作。Kirtley，D.，Slough，J.，Pfaff，M.，Pihl，C.joint Army Navy Nasa Airforce会议（2011）。融合驱动火箭。斯劳，J.，Kirtley，D.Pfaff，M.，Pancotti，A. NASA高级概念研究所评论（2011年）.Pulsed疟原虫推进：空气呼吸电磁推进。Kirtley，D.，Slough，J.，PIHL，C.International电动推进会议，IEPC-2011-015（2011）。适用于Aerobraking和Aerocapture的汽油壳。斯劳，J.，Kirtley，D.，Pancotti，A.International电动推进会议，IEPC-2011-303（2011）。基于电感驱动衬垫压缩的融合浆仪的疾病推进。J. Slough和D. Kirtley。AIAA航天科学（2011）。高功率闪光技术开发近期和中期空间功率。D. Brown，D. Kirtley，等。联合陆军海军航空航空航天局NASA杂志（2010）。弹药归纳的MECRON推进。D. Kirtley和J. Slough。联合陆军海军航空航空航天局空间推进系统会议（2010年）。elf推进器。J. Slough，D. Kirtley和T. Weber。2009-265（2009年）国际电动推进大会。空气呼吸矮子推进器的思考性能测量。J. Slough，D. Kirtley和T. Weber。联合军队海军航空航天局空军会议，奥兰多佛罗里达州（2008年）。

图像：华盛顿大学，MSNW