【我国海王星环绕探测器建议采用核反应堆电源】近日,于国斌等人在《中国科学:技术科学》发表研究论文《基于10kWe核反应堆电源的海王星探测任务研究》,提出根据海王星距离地球高达30AU超远距离、航天器15年设计寿命等现实情况,可利用木星和地球引力实现对探测器的多次加速,有效缩短奔海(王星)飞行时间;抵达海王星影响球(8700公里)后,利用10千瓦大功率的核反应堆电源堆电源(核反应堆电源结构见图2),为大功率电推进发动机供电,开展为期约1年的减速,实现海王星重力场捕获和最终的环绕探测。由于电推进比冲较传统化学推进高约一个数量级,可大幅节省燃料携带量,从而探测器总重量能够控制在3吨左右,满足长征五号火箭的运载能力要求,使海王星环绕探测具备了工程可实现性。
在通信方面,若采用我国天问一号火星探测任务同样的天地通信设备,由于海王星距离为30AU,故最终实际通信能力约为火星附近的千分之一,不满足任务需求。采用更高通信频率的Ka频段、提高卫星天线口径(Ka频段大口径叠层结构天线见图3)、高效率编码技术等手段,辅以科学探测与数据回传交替开机策略,能够有效确保探测数据及时回传地球。
PS:该论文所提的10kWe核反应堆电源探测器,此前在吴伟仁的《太阳系边际探测研究》一文中也出现过(见图4)。



在通信方面,若采用我国天问一号火星探测任务同样的天地通信设备,由于海王星距离为30AU,故最终实际通信能力约为火星附近的千分之一,不满足任务需求。采用更高通信频率的Ka频段、提高卫星天线口径(Ka频段大口径叠层结构天线见图3)、高效率编码技术等手段,辅以科学探测与数据回传交替开机策略,能够有效确保探测数据及时回传地球。
PS:该论文所提的10kWe核反应堆电源探测器,此前在吴伟仁的《太阳系边际探测研究》一文中也出现过(见图4)。



