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
godblessyou应助zph14204采纳,获得10
刚刚
灵巧的青寒完成签到,获得积分10
刚刚
瓷瓷完成签到,获得积分10
刚刚
开心没烦恼完成签到,获得积分10
1秒前
嘉佳完成签到,获得积分10
2秒前
殷馨完成签到,获得积分10
3秒前
做实验的猫应助jingchao采纳,获得10
3秒前
英俊的铭应助shh采纳,获得10
4秒前
帅玉玉完成签到,获得积分10
4秒前
里vh发布了新的文献求助10
5秒前
小蘑菇应助123456采纳,获得10
7秒前
tomorrow完成签到,获得积分10
7秒前
haha完成签到,获得积分10
9秒前
小呀嘛小郎中完成签到 ,获得积分10
10秒前
Shuang完成签到 ,获得积分10
11秒前
月月完成签到,获得积分10
13秒前
jiashan完成签到,获得积分10
13秒前
Orange应助shh采纳,获得10
14秒前
啵啵阳子完成签到,获得积分10
14秒前
凝望那片海2020完成签到,获得积分10
15秒前
rokexu完成签到,获得积分20
16秒前
拾柒完成签到,获得积分10
16秒前
无限的盼晴完成签到,获得积分10
17秒前
伍六七完成签到,获得积分10
20秒前
yy完成签到 ,获得积分10
20秒前
天气完成签到,获得积分20
21秒前
啊琴黎完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
xiaobao完成签到,获得积分0
24秒前
归尘应助侯赛因采纳,获得10
25秒前
高高的哈密瓜完成签到 ,获得积分10
25秒前
Chris完成签到 ,获得积分10
26秒前
甜甜友容完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
谦让安双完成签到,获得积分10
30秒前
爱逛动物园完成签到,获得积分10
32秒前
朴素蓝完成签到 ,获得积分10
34秒前
清爽念柏完成签到 ,获得积分10
35秒前
DH完成签到 ,获得积分10
37秒前
活力的香完成签到 ,获得积分10
38秒前
高分求助中
(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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512543
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306030
关于积分的说明 17743264
捐赠科研通 5614318
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923811
邀请新用户注册赠送积分活动 1901047
关于科研通互助平台的介绍 1762746