使用直接融合推进技术探索距海王星以外的天体
摘要：直接融合引擎（DFD）是一种核融合引擎，可为任何航天器提供推力和电力。它是一种紧凑型引擎，基于D-$^{3}$He非电子中子反应，使用普林斯顿场反转配置进行等离子体限制，并使用奇数奇偶旋转磁场作为加热方法以实现核融合（Cohen等，2019），从而加热也用作推进剂的氘。 \par 在这项工作中，我们提出使用DFD探索太阳系外边界的可能性。目标是在不到10年的时间内到达一些距离海王星远的天体，如矮行星Makemake、Eris和Haumea，其有效载荷质量至少为1500千克，从而能够进行各种任务，从科学观察到原地操作。对每个任务考虑了推力-滞空-推力的轮廓。因此，每个任务分为3个阶段：i.螺旋轨迹逃离地球引力；ii.星际旅行，从离开地球影响范围到滞空阶段结束；iii.用于与矮行星会合的机动。给出了每个机动的推进剂质量消耗、初始和最终质量、速度和ΔV。还介绍了到达125 AU区域以研究太阳磁层及通过飞越到达Eris的计算，关注不同加速阶段的影响。 我们的计算结果显示，由DFD推动的航天器将在有限时间内以非常高的有效载荷到推进剂质量比的比例下开启探索太阳系边界的前所未有的可能性。
作者：Paolo Aime, Marco Gajeri, Roman Ya. Kezerashvili
论文ID：2009.12633
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2020-10-14