观察员
-
中国航天工程师提议：海王星探测器用大功率核反应堆发电电推
海王星包含原恒星云的状态条件和行星形成的位置信息，相关探测活动有望在宇宙起源、天体起源获得重大科学发现，同时海卫一具有轨道逆行、自转轴垂直于公转轴、“火山喷发”现象等，故国际科学界对海王星探测极其关注。
受运载火箭发射能力、能源供应、测控通信等方面制约，人类目前仅1989年美国旅行者2号探测器实施了一次短暂飞掠探测，近年来NASA提出了多个环绕探测任务设想，并积极开展方案设计与关键技术攻关，预计于2030年左右的窗口实施发射。
伴随着长征五号运载火箭的入役，以及我国空间堆电源研发工作的快速推进，使得海王星环绕探测具备了初步工程可实现性。
近日，航天工程师在《中国科学：技术科学》发表研究论文，提出利用核反应堆电源结合电推进的高比冲特性，辅以精巧的深空轨道设计，可大幅降低探测器燃料携带量，能够满足当前我国最大运载能力长征五号火箭的运载能力约束，使海王星环绕探测具备了工程可实现性。
目前，NASA仍采用传统化学推进剂发动机进行减速，其方案对运载能力要求极高，且经费规模大。
作者根据海王星距离地球高达30AU超远距离、航天器15年设计寿命等现实情况，提出利用木星和地球引力实现对探测器的多次加速，有效缩短奔海（王星）飞行时间；抵达海王星影响球（8700公里）后，利用10千瓦大功率的核反应堆电源堆电源，为大功率电推进发动机供电，开展为期约1年的减速，实现海王星重力场捕获和最终的环绕探测。
由于电推进比冲较传统化学推进高约一个数量级，可大幅节省燃料携带量，从而探测器总重量能够控制在3吨左右，满足长征五号火箭的运载能力要求。
空间堆核反应堆电源结构示意图
在通信方面，若采用我国天问一号火星探测任务同样的天地通信设备，由于海王星距离为30AU，故最终实际通信能力约为火星附近的千分之一，不满足任务需求。采用更高通信频率的Ka频段、提高卫星天线口径、高效率编码技术等手段，辅以科学探测与数据回传交替开机策略，能够有效确保探测数据及时回传地球。
Ka频段大口径叠层结构天线示意图
该研究成果提出了海王星探测涉及的4类主要科学问题，介绍了任务的功能模块、飞行轨道、设计约束等初步方案设想，重点阐述了10kWe级空间堆电源技术方案，形成探测器平台方案，可为我国海王星探测的论证与实施提供参考。该工作得到了国家航天局民用航天预研项目的资助。
论文作者包括北京航空航天大学于国斌、兰州大学汪鹏飞、中国空间技术研究院朱安文、上海航天技术研究院牛俊坡、中国工程物理研究院谢奇林、中国原子能科学研究院胡古、中国科学院国家空间科学中心李晖和北京大学何建森。
标签 海王星探测- 原标题：基于10kWe核反应堆电源的海王星探测任务
- 责任编辑: 刘骞
-
芯片“卡脖”，我们的电网安全吗？
2021-05-27 08:05 科技前沿 -
时速1000公里！磁悬浮高速飞车试验线开建
2021-05-26 14:54 -
研发超音速客机筹资失败，美国公司面临破产
2021-05-23 17:02 -
月球上多了8个中国地名：嫦娥五号着陆点命名为天船基地
2021-05-22 16:54 嫦娥奔月 -
微软将基本淘汰IE浏览器，明年6月15日起暂停支持
2021-05-20 19:58 产业万象 -
俄日卫星在太空“擦肩而过”，最近仅相隔200米
2021-05-20 18:15 -
“中国天眼”新发现201颗脉冲星
2021-05-20 11:33 天文 -
天舟二号货运飞船推迟发射，时间另定
2021-05-20 01:27 航空航天 -
碳减排，华为约束供应商、产业链
2021-05-19 22:44 大公司 -
天舟二号货运飞船发射任务全系统准备就绪
2021-05-19 19:56 航空航天 -
“悟空”号绘出最精确的高能氦原子核宇宙射线能谱
2021-05-19 19:02 航空航天 -
看！祝融号传回第一批火星影像
2021-05-19 18:35 航空航天 -
华为鸿蒙系统硬件生态品牌升级为HarmonyOS Connect
2021-05-18 10:37 大公司 -
滴滴与广汽埃安战略合作，全速推进量产全无人驾驶新能源车
2021-05-17 17:41 -
我国高海拔宇宙线观测站发现最高能量光子
2021-05-17 11:33 科技前沿 -
中国空间站系统总设计师：今明两年要11连发
2021-05-17 08:19 航空安全 -
“中国的加冕时刻！”
2021-05-15 16:49 航空航天 -
俄航天局祝贺：这是巨大成功
2021-05-15 14:35 航空航天 -
“祝融落火”，NASA发来贺电！
2021-05-15 09:32 航空航天 -
天问一号成功着陆火星！
2021-05-15 08:40 观察者头条
相关推荐 -
-
巴菲特罕见警告美元：不会投资“在下地狱”的货币 评论 30
巴菲特首次批评贸易战：75亿人不喜欢你，这是大错误 评论 133
“这事传到特朗普那儿，龙颜大怒” 评论 42
48%流向美贫困区，“离了这些，我们根本活不起了” 评论 139
“终于从中国借到了月壤，NASA却…” 评论 95最新闻 Hot-
48%流向美贫困区，“离了这些，我们根本活不起了”
-
“终于从中国借到了月壤，NASA却…”
-
他称“无法确保出席阅兵式的各国领导人安全”，俄方回击
-
阿尔巴尼斯成功连任，“特朗普因素成幕后推手”
-
访美期间突感身体不适，武契奇紧急回国入院治疗
-
鲁比奥“对线”德国外交部
-
局势再升级！印度发布禁令
-
“加州不是美国，我们对中国伸出开放之手”
-
美国糊弄人，日本拆台：不可接受
-
刚签完乌克兰矿产协议，美国又要对俄罗斯动手了？
-
马哈蒂尔：美帝国走向末路，拦不住中国
-
数千美情报人员将被裁撤，美媒炒：他们“反水”中俄怎么办
-
5年来首次，香港金管局买入美元以稳定汇率
-
特朗普下手，英伟达对华“特供版”要改
-
中国人寿通过议案，险资有望加入债券“南向通”
-
美防长命令双航母战斗群继续留在中东
-
Copyright © 2014-2024 观察者 All rights reserved。
沪ICP备10213822号-2 互联网新闻信息服务许可证：31220170001
网登网视备（沪）02020000041-1号 互联网宗教信息服务许可证：沪（2024）0000009
广播电视节目制作经营许可证：（沪）字第03952号
增值电信业务经营许可证：沪B2-20210968 违法及不良信息举报电话：021-62376571
沪公网安备 31010502000027号
中国互联网举报中心
上海市互联网违法与不良信息举报中心
