英国初创公司Pulsar Fusion推出Sunbird太空火箭概念，旨在利用核聚变推进航天器。

　　2.Sunbird火箭目前处于建设早期阶段，面临诸多特殊工程挑战，但公司期望在2027年首次实现核聚变在轨道上。

　　3.核聚变推进具有巨大潜力，有望助力航天器达到每小时80.5万公里的速度，缩短火星之旅时间。

　　4.然而，实现太空核聚变技术仍面临重大技术障碍，如将大型和重型系统小型化并轻量化。

　　5.除此之外，核聚变推进还可能改变无人任务的游戏规则，如收集氦-3等资源，为深空探索带来巨大经济和社会利益。

　　几十年来，全球众多顶尖人才一直怀揣着实现核聚变的梦想。这背后的原因不难理解——若能成功复制地球上恒星内部的运作机制，就意味着人类将拥有近乎无限的清洁能源。

　　尽管人们为此进行了长期努力，也取得了不少突破，但这一梦想至今仍未照进现实。或许，我们还需要很多年才能在地球上的某个角落看到聚变发电厂拔地而起。

　　在太空中开展核聚变，乍一听，仿佛是在原本就复杂无比的技术上又添了一层额外难度。但从理论上来说，太空中的核聚变或许会比地球上的更早实现。一旦成功，它有望助力航天器达到每小时 80.5 万公里的惊人速度，这一速度甚至超过了人类有史以来飞行速度最快的物体——美国宇航局的帕克太阳探测器，后者的最高速度为每小时 69.2 万公里。

　　在英国航天局的资助下，英国初创公司 Pulsar Fusion 推出了 Sunbird 太空火箭概念。这款火箭旨在与轨道上的航天器会合，完成对接后，借助核聚变的力量，以极快的速度将航天器运往目的地。

　　“在地球上开展核聚变是非常反常理的。”Pulsar 创始人兼首席执行官 Richard Dinan 说道。“核聚变本就不想在大气层中‘工作’。太空对于核聚变而言，是一个更合理、更明智的选择，因为本质上，那里才是它‘想’发生的地方。”

　　目前，Sunbird 尚处于建设的早期阶段，面临着诸多特殊的工程挑战。不过，Pulsar 表示，他们期望在 2027 年首次在轨道上实现核聚变。倘若这款火箭能够投入使用，未来或许能将前往火星任务的旅行时间缩短一半。

　　只需几克燃料。核聚变与当前核电站所依赖的核裂变有着本质区别。核裂变的工作原理是利用中子将铀等重放射性元素分解成较轻的元素，在此过程中释放出的大量能量用于发电。

　　而核聚变则恰恰相反，它借助高温和高压，将氢等极轻的元素结合成较重的元素。“太阳和恒星本质上都是聚变反应堆，”Dinan 解释道。“它们就像元素的‘大厨’，把氢‘煮’成氦气，等它们走到生命尽头时，就会产生构成世间万物的重元素。说到底，宇宙中主要是氢和氦，其他一切物质都是通过恒星中的聚变反应‘烹饪’出来的。”

　　核聚变之所以备受追捧，是因为它释放的能量是核裂变的四倍，更是化石燃料的四百万倍。而且与核裂变不同的是，核聚变不需要危险的放射性材料。相反，聚变反应堆将使用氘和氚，这些重氢原子含有额外的中子。它们只需少量燃料，且不会产生危险废物。亿德体育app

　　然而，核聚变需要消耗大量能量才能启动，因为必须创造出类似恒星核心的条件——极高的温度和压力，以及维持反应持续进行的有效约束。在地球上，挑战在于如何让核聚变产生的能量超过启动时投入的能量，但截至目前，我们在这方面几乎毫无进展。

　　不过，Dinan 指出，如果目标不是发电，事情就会变得相对简单，只需专注于创造更快的排气速度。

　　为核聚变提供动力的反应发生在等离子体（一种带电的热气体）内部。与地球上提议建造的反应堆一样，Sunbird 将使用强磁铁加热等离子体，为少量燃料（以克为单位）的粉碎和聚变创造条件。不过，地球上的反应堆呈圆形，以防止粒子逸出，而在 Sunbird 上，它们则是线性的，因为逸出的粒子会推动航天器前进。

　　此外，Sunbird 不会像地球上的反应堆那样从聚变反应中产生中子并利用其产生热量。相反，它将使用一种更昂贵的燃料——氦 - 3 来制造质子，这些质子可作为“核废气”提供推进力。

　　Dinan 表示，Sunbird 工艺成本高昂，不适合在地球上生产能源。但由于其目标并非制造能源，所以即便该工艺效率低下、成本高昂，依然具有价值，因为它可以节省燃料成本，减轻航天器的重量，并加快到达目的地的速度。

　　缩短行程时间。按照 Dinan 的说法，Sunbird 在停靠站的作用类似于城市自行车：“我们将它们发射到太空中，设置充电站，它们可以停在那里，然后与你的飞船会合。”你关闭低效的内燃机，在旅程的大部分时间里使用核聚变。理想情况下，你会在火星附近和近地轨道各设置一个空间站，Sunbird 会在它们之间来回穿梭。

　　一些组件将于今年进行轨道演示。“它们基本上是电路板，需要进行测试，以确保其正常工作。虽然没什么特别令人兴奋的，因为没有核聚变反应，但这是必不可少的步骤。”Dinan 说。“然后，在 2027 年，我们将把 Sunbird 的一小部分送入轨道，只是为了验证物理特性是否如计算机假设的那样工作。这是我们的首次在轨演示，我们希望在太空中实现核聚变。我们希望 Pulsar 能成为第一家真正做到这一点的公司。”

　　据 Dinan 称，该原型将耗资约 7000 万美元，它不会是完整的 Sunbird，而是一个“线性聚变实验”，旨在证明这一概念。如果必要的资金得到保障，第一台正常运行的 Sunbird 将在四到五年后准备就绪。

　　最初，Sunbirds 将用于在轨道上穿梭卫星，但它们的真正潜力将在行星际任务中得以发挥。该公司列举了几个 Sunbird 能够解锁的任务示例，例如在不到六个月的时间内向火星运送多达 2000 公斤的货物，在两到四年内将探测器部署到木星或土星（NASA 的木卫二快船于 2024 年发射前往木星的一颗卫星，亿德体育app将在 5.5 年后到达），以及一项小行星采矿任务，将在一到两年内完成与近地小行星的往返旅行，而不是三年。

　　其他公司也在研究用于太空推进的核聚变发动机，包括总部位于帕萨迪纳的 Helicity Space，该公司于 2024 年获得了航空航天巨头洛克希德马丁公司的投资。总部位于圣地亚哥的通用原子公司和美国宇航局正在研究另一种类型的核反应堆——基于核裂变而非核聚变——他们计划于 2027 年在太空中进行测试。与目前的选择相比，该反应堆有望成为载人火星任务更高效的推进系统。

　　伦敦帝国理工学院航天器等离子体推进领域的高级讲师 Aaron Knoll 未参与 Pulsar Fusion 的项目，他表示，利用核聚变能进行航天器推进的潜力巨大。“虽然我们距离让核聚变能成为地球上可行的发电技术还有数年之遥，但我们无需等待即可开始将这种能源用于航天器推进。”他说。

　　他补充道，原因在于在地球上发电，能量输出量必须大于能量输入量。但是，当在航天器上使用核聚变能产生推力时，任何能量输出都是有用的，即使它小于提供的能量。所有来自外部电源和核聚变反应的综合能量都将提高推进系统的推力和效率。

　　然而，他补充说，要使太空核聚变技术成为现实，面临着重大技术障碍。“目前地球上的核聚变反应堆设计是大型和重型系统，需要支持设备的基础设施，如储能、电源、气体输送系统、磁铁和真空泵设备。”他说。“将这些系统小型化并使其轻量化是一项相当大的工程挑战。”

　　华盛顿大学的航空航天学教授 Bhuvana Srinivasan 也未参与 Pulsar 的项目，她认同核聚变推进对太空飞行具有巨大前景：“即使对于月球之旅来说，它也将极具益处，因为它可以提供在一次任务中部署整个月球基地和机组人员的方法。如果成功，它不仅会逐步，而且会显著超越现有的推进技术。”然而，她也指出了使其紧凑和轻便的困难，这是一个额外的工程挑战，而地面能源的考虑相对较少。

　　根据 Srinivasan 的说法，解锁核聚变推进不仅能让人类在太空中走得更远，还将改变无人任务的游戏规则，例如收集氦 - 3 等资源。氦 - 3 是一种聚变燃料，在地球上极为稀有，必须人工制造，但在月球上可能储量丰富：“如果我们能建造一个月球基地，作为深空探索的起点，获得潜在的氦 - 3 储备可能是无价的。”她说。

　　“探索更远的行星、卫星和太阳系，对于我们作为人类的好奇心和探索精神至关重要，同时也有可能以我们可能尚未意识到的方式带来巨大的经济和社会利益。”