电喷发动机开拓小行星采矿业

太空年代人类

如果要进一步提高功率密度，提升加速度，也就是提高喷射速度，核能可能已不能满足需求，需要高效率核聚变能。假定核聚变能发动机可直接导引出高速等离子体喷流，假设反应为氦3：3He+3He→4He+2(1H)，反应喷射物估计温度1.5亿度，估计氢核（质子）速度为5600km/s，氦核速度为2800km/s。这个速度超大，对应的飞行器加速度很小。考虑用助推剂电离后加入喷流周边，使用喷流加速助推剂，并使用磁力线圈获得反冲动量。考虑加入约100倍质量的助推电离工质，吸收射流约5%的能量，加速到80km/s。

假设100万吨的核聚变飞行器，核聚变模块约5万吨，功率约5亿千瓦（是福特级核堆功率密度的约23倍），平均射流速度3600km/s，则知每秒射流约77克，提供加速度约0.000278米/秒，每天约24米/秒。附加助推剂约7.7千克每秒，提供加速度约0.000617米/秒，每天约53米/秒，合计约每天77米/秒。

80KM/s的喷射速度，可在20%的工质损耗下达到deltaV约17800米/秒的效果，加上聚变产物射流提供的deltaV，约有25800米秒的效果，这个足够可以从环地球或月球轨道进入环绕太阳系各外层大行星的轨道或木卫轨道或者土卫轨道。（返程可以加入当地采集的物质作为助推剂）。

当然电喷发动机是无法出入行星重力井的。


问题还在于散热，100万吨飞行器可提供的散热极限，大约在2000万千瓦，仅相当于总功率的4%左右，这要求推进器的废热极小，效率极高，需要超级隔热层与超高效率热泵。