Interstellar Propulsion Using Laser-Driven Inertial Confinement Fusion Physics

物理 热核聚变 惯性约束聚变 航空航天工程 推进 航天器 航天器推进 等离子体 核物理学 天文 工程类 热力学
作者
K. F. Long
出处
期刊:Universe [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:8 (8): 421-421 被引量:8
标识
DOI:10.3390/universe8080421
摘要

To transport a spacecraft to distances far beyond the solar heliosphere and around the planets of other stars will require advanced space propulsion systems that go beyond the existing technological state of the art. The release of fusion energy from the interaction of two low mass atomic nuclei that are able to overcome the Coulomb barrier offers the potential for ∼1011J/g specific energy release and implies that robotic missions to the nearby stars to distances of ∼5–10 ly may be possible in trip durations of the order of ∼50–100 years, travelling at cruise speeds of the order of ∼0.05–0.15 c. Such missions would be characterised with ∼kN-MN thrust levels, ∼GW-TW jet powers, ∼kW/kg-MW/kg specific powers. One of the innovative methods by which fusion reactions can be ignited is via the impingement of laser beams onto an inertial confinement fusion capsule, imploding it to a thermonuclear state. This paper gives an overview of the physics of inertial confinement fusion and the interaction of a laser beam with a capsule to include the simulation of a 1D particle-in-cell code calculation to illustrate the effects. In the application to deep space missions, various spacecraft concepts from the literature are discussed, and the range of values assumed for the pulse frequency, burn fraction and areal density appropriate for the mission are presented. It is concluded that advanced space propulsion via inertial confinement fusion is a plausible part of our future, provided that experimental validation of ignition is on the horizon and numerical models for feasibility concepts are developed to high fidelity and on a consistent basis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
www完成签到,获得积分10
1秒前
英姑应助舒适的采波采纳,获得10
1秒前
Kao应助十一采纳,获得10
1秒前
丁凛完成签到,获得积分10
2秒前
红颜如梦完成签到 ,获得积分10
2秒前
打发打发的发到付电费完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
jsk发布了新的文献求助10
3秒前
落寞电灯胆完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Hello应助有一套采纳,获得10
3秒前
深情安青应助koi采纳,获得10
4秒前
小灰灰完成签到,获得积分10
4秒前
不想起床完成签到,获得积分10
4秒前
丿淘丶Tao丨完成签到,获得积分0
5秒前
赵亚南完成签到,获得积分10
6秒前
归海若完成签到,获得积分10
6秒前
ruby30完成签到,获得积分10
6秒前
独特的豌豆完成签到,获得积分10
7秒前
典雅的惜海完成签到 ,获得积分10
7秒前
牙膏完成签到,获得积分10
7秒前
gavin发布了新的文献求助10
7秒前
lancerimpp完成签到,获得积分10
9秒前
jsk完成签到,获得积分10
9秒前
DOFT完成签到,获得积分10
9秒前
daI夫人完成签到,获得积分10
9秒前
荞麦完成签到,获得积分10
9秒前
晨雾完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
勤恳的猫完成签到,获得积分10
10秒前
火星上的大炮完成签到,获得积分10
11秒前
小蜗牛完成签到,获得积分10
12秒前
小字完成签到,获得积分10
12秒前
qianhuxinyu完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
虞访云完成签到,获得积分10
13秒前
大力雅柏完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
聚散流沙完成签到,获得积分10
14秒前
元气糖完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7247864
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8870829
关于积分的说明 18713416
捐赠科研通 6926820
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198086
关于科研通互助平台的介绍 2373850
邀请新用户注册赠送积分活动 2172952