安迪·托马斯维克，《今日宇宙》 直接融合驱动的艺术家构想
学分:普林斯顿卫星系统 根据怀疑论者的说法，聚变能是30年后的技术，并且将永远是
尽管很难转变成可靠的能源，但为太阳提供能量的核反应在其他领域有着广泛的用途
最明显的是在武器方面；迄今为止，氢弹是我们生产过的最强大的武器
但是还有另一个破坏性小得多、可能更有趣的用例——空间驱动
概念聚变驱动，称为直接聚变驱动(或DFD)，正在普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)开发
那里的科学家和工程师，由博士领导
塞缪尔·科恩，目前正在研究它的第二次迭代，被称为普林斯顿场反转构型-2 (PFRC-2)
最终，该系统的开发人员希望将其发射到太空进行测试，并最终成为穿越太阳系的航天器的主要驱动系统
太阳系外已经有一个在许多方面与地球相似的特别有趣的目标——泰坦
自从科学家们开始收集有关它的数据以来，它的液体循环和孕育生命的潜力就吸引了他们
根据由罗曼·凯泽拉什维利教授领导的纽约城市理工学院物理系的一个航天工程师小组所做的研究，如果我们正确使用DFD，我们可以在不到两年的时间里向那里发射一个探测器，两位意大利都灵理工大学的研究员保罗·艾梅和马尔科·加杰里也参加了这项研究
学分:普林斯顿卫星系统 虽然仍在开发中，但发动机本身利用了非整电子融合的许多优势，最显著的是极高的功率重量比
DFD驱动的燃料质量可能略有不同，并含有氘和氦-3同位素
即使使用相对少量的极其强大的燃料，DFD也能胜过今天普遍使用的化学或电力推进方法
系统的比冲是衡量发动机使用燃油效率的一个指标，据估计可与目前效率最高的电动发动机相媲美
此外，DFD发动机将在低功率模式下提供4-5 N的推力，仅略低于化学火箭在长时间内的输出
本质上，DFD号利用了电力推进系统的优异比冲，并将其与化学火箭的优异推力相结合，从而将两种飞行系统的优点融合在一起
所有这些改进的规格都很棒，但是为了有用，它们实际上必须在某个地方安装一个航天器
这篇论文的作者选择了土卫六，主要是因为它相对较远，但也因为它的液体循环和丰富的有机分子而非常有趣
为了绘制土星最大卫星的最佳路线，意大利团队与DFD在PPPL的开发者合作，并获得了测试引擎的性能数据
然后他们提取了一些关于行星排列的额外数据，并开始研究轨道力学
这导致了两种不同的潜在路径，一种是仅在旅程开始和结束时施加恒定推力(称为推力-滑行推力-推力-推力-行程-剖面)，另一种是在整个旅程中推力保持恒定
这两次旅行都涉及到改变推力方向，以减缓飞船进入土星系统的速度
提供持续的推力将使旅程少于两年，而总旅行时间为两年
比卡西尼号大得多的飞船需要6年时间
这两条路径都不需要任何重力辅助，前往外行星的宇宙飞船经常从中受益
为什么探索土卫六很重要
信用:今日宇宙 工作中的PFRC-2 DFD车道图像
信用:维基百科用户中心/ PPPL 卡西尼号是最后一次访问土星系统的著名任务，它利用金星和地球之间的一系列重力辅助到达目的地，这一旅程耗时近七年
该论文的对应作者马可·加杰里说，需要注意的一件重要事情是，使这些短途旅行持续时间最有效的窗口将在2046年左右打开
虽然离现在还有不到30年的时间，但这确实给了PPPL团队更多的时间来改进他们目前的设计
然而，一旦DFD探测器到达土星系统，其他挑战就出现了
围绕太阳系第二大行星运行相对容易
将轨道转移到它最大的卫星上要困难得多
解决这个问题需要解决三体问题，这是一个众所周知的困难的轨道力学问题，包括解决三个不同轨道体的轨道(即
e
，宇宙飞船，土星和泰坦)
随着所有轨道力学的消失以及飞船安全地进入土卫六的轨道，它可以开始利用DFD的另一个好处——它可以为飞船的系统提供直接动力
大多数外太阳系任务依靠放射性同位素热发生器作为它们的动力源
但事实上，DFD除了是推力的来源外，还是一种动力来源
如果设计正确，它可以提供航天器延长任务寿命所需的所有动力
任务寿命的延长意味着DFD可用于各种任务
研究土卫六飞行任务的作者还着眼于跨海王星天体飞行任务的可能性，到目前为止，新视野号只访问过这些天体，它花了九年时间才到达冥王星
不用说，一辆DFD会大大减少旅行所需的时间
如果它能在未来30年内投入使用，它将成为各种新探索任务的推动力
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