45天到達火星?? laser-thermal propulsion

[peter]

https://www.universetoday.com/154487/lasers-could-send-missions-to-mars-in-only-45-days/

However, a team of researchers from Montreal’s McGill University assessed the potential of a laser-thermal propulsion system. According to their study, a spacecraft that relies on a novel propulsion system – where lasers are used to heat hydrogen fuel – could reduce transit times to Mars to just 45 days!

https://futurism.com/the-byte/mars-giant-laser-earth



https://www.cnbeta.com/articles/science/1237353.htm

加拿大麦吉尔大学一支研究小组提出一项方案，地面安装一组10米宽的激光器阵列，加热宇宙飞船后舱中的氢等离子体，从而产生氢气推力，并且能够在短短45天内将宇宙飞船发射到火星。当抵达火星大气层时将进行减速，为未来火星人类殖民地运送物资，也许有一天，能通过该方式将人类运送至火星。

2018年，美国宇航局主办工程师设计挑战赛，要求参赛者设计一项火星任务，在不超过45天的时间内运送至少1000公斤的有效载荷，以及实现太阳系深处和太阳系外部的空间旅行。该挑战赛要求短时间内抵达火星，其动机是为了将物资成功运送到火星，未来也可能实现载人飞行，让人类在短短45天内抵达火星，同时，该太空旅行尽量减少他们暴露在星际宇宙射线和太阳风暴的破坏影响下。SpaceX公司执行总裁埃隆·马斯克（Elon Musk）曾大胆设想——基于化学燃料火箭，可在半年内将人类从地球运送至火星表面。

麦吉尔大学的设计方案被称为“激光-热能推进系统”，依靠地面一组红外激光器，宽度10米，结合许多不可见的红外光束，每一束波长大约1微米，总功率为100兆瓦——这相当于8万个家庭的供电需求。该飞船将环绕在椭圆形中等地球轨道上，飞船有一个反射器，可将来自地球的激光束导向至一个包含氢等离子体的加热舱中，当加热舱核心被加热到7.2万华氏度时，其核心周围的氢气将达到1.8万华氏度，并从一个喷嘴喷出产生推力，在58分钟内推动飞船离开地球，在地球自转时，侧推进器将使飞船与激光束保持方向一致。

[peter]

https://www.cnbeta.com/articles/science/1238797.htm

即使使用核热或核电推进（NTP/NEP），单程可能需要100天才能到达火星。然而，蒙特利尔麦吉尔大学的一个研究小组评估了激光-热推进系统的潜力。根据他们的研究，一个依靠新型推进系统的航天器--激光被用来加热氢气燃料--可以将到达火星的过境时间减少到仅45天。

这项研究由Emmanuel Duplay领导，他是麦吉尔大学的毕业生，目前是代尔夫特理工大学航空航天工程硕士生。他与安德鲁-希金斯副教授和麦吉尔大学机械工程系的多名研究人员一起工作。他们的研究题为"利用激光-热力推进的快速过境火星任务的设计"，最近提交给了《天文学和天体》杂志。近年来，定向能（DE）推进一直是相当大的研究和兴趣的主题。这方面的例子包括星光计划--也被称为星际探索定向能推进（DEEP-IN）和定向能星际研究（DEIS）计划，由菲利普-卢宾教授和加州大学洛杉矶分校实验宇宙学小组（ECG）开发。作为2009年开始的美国宇航局资助的研究的一部分，这些计划旨在为星际任务调整大规模定向能应用。

还有Breakthrough Starshot和Project Dragonfly，这两个项目都是由星际研究计划（i4iS）在2013年主持的设计研究中产生的。这些概念要求用一个千兆瓦功率的激光阵列将光帆和小型航天器加速到光速的一小部分（又称相对论速度），以便在几十年内到达附近的恒星系统，而不是几个世纪或几千年后。

但是，虽然这些概念都是以星际为重点，但Duplay和他的同事们探讨了星际概念的可能性。正如Duplay通过电子邮件向《今日宇宙》解释的那样。

"定向能推进的最终应用是将光帆推进到星际，进行真正的星际旅行，这种可能性促使我们的团队进行这项研究。我们对同样的激光技术如何用于太阳系的快速运输感兴趣，希望这将是一个能够证明该技术的较近的垫脚石。