NASA新离子推进器功率提升25倍，结合裂变动力瞄准火星任务

美国宇航局(NASA)测试成功了名为锂馈磁等离子体动力(MPD)推进器的新型原型离子发动机。该航天机构希望最终将这项技术与核裂变相结合，为长途太空飞行（例如载人火星任务）提供动力和推力。

离子推进：离子发动机通过使用电磁场加速离子（带电原子）通过喷嘴来产生推力。这个过程被称为电推进或离子推进。此类发动机能够实现高速度，同时比化学燃烧发动机少用90%的推进剂，并且还能减少航天器的质量。

NASA在20世纪60年代开始将离子发动机用于一些太空任务。1998年，该机构发射的深空1号任务飞越了小行星9660 Braille，这标志着该技术首次用于地球轨道以外的任务。NASA、欧洲航天局和其他国家在随后的多个机器人太空任务中都使用了离子发动机。NASA目前部署的最强大的离子发动机是在Psyche任务上，该任务于2023年发射，将于2029年抵达小行星16 Psyche。该发动机可产生高达每小时124，000英里（200，000公里）的速度。

功率提高25倍：据报道，新测试的MPD推进器比Psyche航天器上的发动机强大25倍。NASA局长Jared Isaacman在最近的一份声明中表示：“这是美国电推进系统首次在如此高的功率水平下运行，达到120千瓦。我们将继续进行战略性投资，以推动下一次质的飞跃。”

与典型的使用氙气作为离子源的离子发动机不同，原型MPD推进器产生强电流，与磁场相互作用以加速锂离子。2月在NASA喷气推进实验室的Condensable Metal推进剂（Comet）真空设施内进行的五次试射中，该推进器达到了120千瓦的功率水平。原型发动机的首次试射被认为是成功的。

JPL高级研究科学家James Polk表示：“过去几年设计和建造这些推进器是为这次首次试验做长期准备。这对我们来说是一个重要时刻，因为我们不仅证明了推进器有效，而且达到了我们设定的功率水平。并且我们知道我们有一个好的试验台，可以开始应对放大规模的挑战。”

Polk及其在JPL的团队的下一目标是用离子发动机产生500千瓦至1兆瓦之间的功率水平。一旦实现该目标（希望在未来几年内），研究人员打算冲击4兆瓦的功率水平。

将离子推力与裂变动力相结合：NASA/JPL这项研究的最终目标是开发一种使用多个此类发动机将宇航员送往火星的航天器。NASA理想的离子发动机将使用小型核裂变反应堆而非太阳能电池阵（过去此类发动机采用太阳能电池阵）来提供动力，理论上反应堆能够产生比太阳能电池板更多的电力。

使用裂变反应堆为离子发动机提供动力的概念计划很快由NASA的Space Reactor-1 Freedom项目进行测试。在该项目中，一艘搭载由裂变反应堆提供动力的氙燃料离子发动机的航天器，将运送一组微型旋翼飞行器前往火星，该项目计划于2028年底前发射。

关于在太空任务中使用核能的更多想法和计划已在4月份发布的白宫科技政策办公室备忘录中有所描述。