2022年11月,有一款名叫Fire Star的推进器随阿尔忒弥斯一号成功试飞,其推进技术已经成熟到了TRL 8级,证明了它的实用性。这台设备的核心原理是脉冲等离子推进,它通过给水蒸气通电产生电弧,将其转化为高能等离子体,正离子加速喷出从而产生推力。这个过程中,电极内部的瞬态电子温度能达到10000到25000开尔文,比太阳表面还要高出好几倍。为了提升推力效果,Fire Star会在水蒸气中混入10毫克硼。硼核与高速质子发生无中子聚变反应后产生的阿尔法粒子,能够清除尾焰中累积的正电荷云。佐治亚理工学院HPEPL实验室在真空环境中进行了验证,数据显示加入硼的版本推力比基线版本提升了50%。美国空军研究实验室和太空军也对这一成果给予了背书。 目前,Fire Star主要给纳卫星提供轨道机动能力,但有人提出了一个大胆的跨界想法:用它来在月球上挖矿。传统的ISRU方案通常需要几百千瓦的功率来熔化月壤、电解或还原金属,而Fire Star的功耗仅有6瓦。它使用250克水和少量硼作为燃料,这与传统重工业所需要的巨大能量形成了鲜明对比。这个方案的优势在于直接利用等离子体中的高能离子和电子去轰击月壤中的化学键,释放出氧气、硅和还原态金属。这种方法无需额外的还原剂,与传统方案需要加热加喂化学药剂的做法完全不同。 科学家们已经通过Science Direct发布了数据,主流的月球“造氧机”需要消耗311,000瓦的功率,还得拖着近7吨的设备上月球。而Fire Star只需要6瓦就能实现类似的功能,功耗差距高达五万倍之多。这个方案的最大挑战在于脉冲加热的微秒量级高温如何积累而不散掉。ISRU月壤加工的论文里承认这一技术处于TRL 3-4级阶段,尚未进行过实际的熔化测试。 不过值得注意的是,Fire Star作为推进器已经在2024年8月跟随SpaceX的Transporter-11和2025年1月跟随Transporter-12任务完成了两次在轨飞行。搭载它的载体是D-Orbit的ION。对于中国的嫦娥六号项目来说,Fire Star的多功能特性具有很大的吸引力。嫦娥六号已经带回了南极月壤样本,ILRS工程选型正在进行中。月夜期间长达14天的断供时间让太阳能方案成为了雷区。Fire Star具备-40°C以下的运行能力并且功耗低于11瓦,它不需要依赖阳光也不怕灰尘遮蔽光学元件。如果后续的真空模拟月壤熔化测试取得成功,那么它的竞争力可能会以意想不到的方式重新洗牌。