聚变火箭可以将火星旅行减少一半，并在四年内到达冥王星

快速阅读: 《技术点》消息，英国初创公司脉冲融合展示核聚变火箭“太阳鸟”，计划大幅缩短星际旅行时间，从火星到冥王星。该技术利用核聚变产生四倍于裂变的能量，且无放射性废料。首席执行官理查德·迪南称，太空是更适合聚变发生的场所，太阳鸟设计采用线性反应堆，有望在未来五年内投入实用。

前沿：英国初创公司脉冲融合展示了其雄心勃勃的核聚变火箭概念——“太阳鸟”，旨在大幅缩短星际旅行的时间。该项目已秘密研发十年，目标是将火星之旅时间缩短一半，并在短短四年内抵达冥王星。预计地面测试将在2025年进行，计划在2027年进行轨道演示，太阳鸟可能标志着下一代推进技术的巨大飞跃。

与传统的化学火箭不同，太阳鸟依赖核聚变——一种复制恒星核心能量生成过程的技术——来推动航天器。这种飞行器设计为附着在更大的航天器上，拖曳有效载荷穿越广阔的星际距离。核聚变推进技术基于脉冲融合与主要学术机构的合作成果。2023年，该公司与南安普顿大学和剑桥大学合作，研究用于电力推进的集成核裂变系统。“我们建造了英国乃至可能是整个欧洲最大的两个空间推进测试舱，”首席执行官理查德·迪南表示。“脉冲融合现在已成为国际空间推进测试的强大力量，我们有快速扩展的雄心勃勃计划。”

公司的短期重点是推进至轨道测试阶段。太阳鸟的部分组件计划在今年晚些时候进行展示，随着脉冲融合公司致力于在2027年前实现太空中的核聚变目标。更广泛的愿景包括部署一支重型屏蔽的轨道航天器舰队，支持国际合作伙伴的任务，可能使地球、火星及更远地区的常规旅行成为可能。

核聚变提供了比传统能源来源如核裂变或化石燃料更具变革性的潜力。虽然裂变通过分裂重放射性元素如铀产生较轻的元素，但聚变在极端温度和压力下结合轻元素——通常是氢——产生四倍于裂变的能量，并且比化石燃料多出数百万倍，同时不产生危险的放射性废料。尽管前景广阔，但在地球上维持聚变反应仍然困难，因为需要巨大的能量输入。

迪南认为，由于太空缺乏大气干扰，它为聚变提供了一个更有利的环境。“在地球上进行聚变是非常不自然的，”迪南告诉CNN，“太空是一个更加合理、明智的地方进行聚变，因为那里本来就是聚变发生的理想场所。”太阳鸟的设计利用了这一优势，采用线性反应堆而不是地球上常用的圆形托卡马克。这些反应堆利用强大的磁场加热等离子体，使用微量燃料（如氦-3）创造聚变所需的条件。与依赖中子相互作用产生热量的地球反应堆不同，太阳鸟将产生质子作为“核废气”，直接推动航天器。虽然这种方法对于地面能源生产效率低且成本高昂，但对于太空旅行来说非常适合，因为它可以减少燃料质量并实现高速度。

迪南将太阳鸟的功能比作城市共享单车系统：可重复使用的航天器停泊在轨道上，在途中与航天器会合，用核聚变动力替代低效的化学发动机。这一概念可能会大大缩短星际任务时间，使地球和火星之间的旅行在不到六个月的时间内完成，而前往木星或土星的旅程只需两到四年。初步演示将从今年晚些时候在轨道上测试电路板开始，然后在2027年进行小型线性聚变实验验证基本物理原理。如果成功，全尺寸的太阳鸟飞行器可能在未来五年内投入使用。

太阳鸟的潜力不仅限于星际旅行。它还可以支持小行星采矿行动，将往返时间从三年缩短至一两年。其他组织也在走类似的路线。例如，螺旋空间获得了洛克希德·马丁公司的投资，以开发自己的核聚变引擎，而NASA和通用原子公司正在推进基于裂变的反应堆研发，用于潜在的载人火星任务，测试计划定于2027年进行。

非脉冲融合的专家也认识到核聚变推进的变革潜力，尽管面临技术挑战。伦敦帝国理工学院的阿伦·克诺尔告诉CNN，虽然地球上的发电需要输出能量超过输入，但太空推进只要净能量输出就能提升推力效率。然而，缩小反应堆和支持系统的规模仍然是一个关键工程挑战。

华盛顿大学的布胡瓦娜·斯里尼瓦桑强调了核聚变推进即使对月球任务也能带来巨大优势。凭借其高推力和效率，它可以实现一次性部署完整的月球基地，包括机组人员。她还强调了使用核聚变动力任务进行资源提取的可能性，比如从月球上开采氦-3资源——这是未来核聚变反应堆的关键燃料。她补充说，解锁核聚变推进不仅会扩大人类深入太空的能力，还可能带来显著的经济效益和社会效益。“探索更远的行星、卫星和太阳系是人类好奇和探索本性的根本，同时也可能以我们尚未意识到的方式带来显著的经济和社会利益。”

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