敏捷型地月空間行動演示火箭

敏捷型地月空間行動演示火箭
Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations

火箭模擬圖
用途	太空飛行器
製造者	洛克希德·馬丁
製造國家	美國
項目成本	4.99億美元（第二及第三階段）
發射歷史
現況	研製中
首次發射	2027年使用火神半人馬座運載火箭發射（計畫）

敏捷型地月空間行動演示火箭（英語：Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations，簡稱DRACO）是洛克希德·馬丁公司與BWX技術公司合作開發的一款太空飛行器，屬於國防高等研究計劃署（DARPA）項目的一部分，將於2027年在太空進行演示。該實驗飛行器計畫可重複使用，並將利用下一代核熱推進技術和低濃縮鈾，由美國太空部隊負責發射。2023年，美國太空總署（NASA）加入DARPA項目，開發核熱火箭（NTR），將太空人送往火星等深空目的地。DRACO將是世界上第一個在軌驗證核熱引擎。據報道，它將作為酬載搭載在火神半人馬座運載火箭上發射。

DARPA的DRACO項目經理塔比莎·多德森（TabithaDodson）表示：「化學推進技術的發展已經達到了極限，與當今的化學推進火箭不同，理論上核技術具有發展到核融合甚至更高級系統的潛力。由核子反應爐操縱和驅動的太空飛行器將使人類飛得更遠，任何類型的任務都有更高的生存和成功機率。」

據洛克希德·馬丁公司和BWXT公司稱，核熱推進具有顯著的效率和時間增益。美國太空總署相信，這種核熱火箭的效率將比化學推進高出兩到三倍，而核熱火箭將把前往火星的旅程時間縮短一半。

設計

DRACO的主要設計特點包括：

• 核熱推進（NTP）引擎將由一個分裂反應爐組成，該反應爐將熱量傳遞到液體推進劑（在本例中為液態氫）。熱量會將氫轉化為氣體，並通過噴嘴膨脹以提供推力。
• 核燃料將由濃縮鈾組成，即²³⁸U（最常見的同位素）和大約20%的可分裂同位素²³⁵U。這一濃縮程度略高於地球上輕水動力反應爐常見的3-5%濃縮程度，但低於武器級材料約90%的濃縮程度。選擇20%的濃縮程度是為了減輕計畫和監管開銷。

根據2019年的一份總統備忘錄，使用濃縮度低於20%的鈾（所謂的「Tier 2」運載工具）發射太空飛行器僅需由贊助機關負責人（在本例中為國防部長）批准，而無需白宮批准。

• 推進劑將由儲存在低溫罐中的液氫組成。不到一秒的時間，氫氣就會被反應爐加熱，溫度從約20K升高到約2700K。相比之下，現代壓水反應爐的典型水溫約為600K。
• 該反應爐將與膨脹循環火箭引擎整合在一起。在這種設計中，渦輪泵將高壓液氫引導至兩條路徑。第一條路徑用於冷卻引擎的噴嘴和壓力槽。第二條路徑中的液氫首先冷卻爐心支撐組件，然後驅動渦輪泵組件，渦輪泵組件的排氣被送回反應爐壓力槽，在那裡吸收分裂反應產生的能量。然後，過熱氣體通過噴嘴膨脹出來，提供推力。
• 雖然設計推力水平的細節尚未公布，但據說設計目標就是使比衝超過800秒。（這是火箭在重力為1的恆定條件下，能夠將其自身初始質量加速的時間長度。）與RL10的比衝相比，這將增加約400秒。RL10是AerojetRoc ketdyne公司在美國製造的一種液體燃料低溫火箭引擎，用於擎天神5號運載火箭的半人馬座上層級。
• 目前還不確定，將氫推進劑長期保持液態有多難，而這正是火星之旅所必需的。太空中液態低溫推進劑的轉移尚未得到證實，但洛克希德·馬丁公司正在開發一種加油飛行器，以支持藍色起源的「藍月」月球著陸器，據說正在討論在DRACO上安裝加油口的可能性。

外部連結

• 太空核推進——美國太空總署關於核熱火箭的紀錄片 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

 本條目引用的公有領域材料來自美國聯邦政府的網站或文檔。