用核动力推进航天器，是不是在火箭后面装上原子弹？

用核动力推进航天器，是不是在火箭后面装上原子弹？

利用核能进行太空旅行的想法可以追溯到20世纪50年代。当时的数学物理学家戴森是核动力太空旅行最坚定的支持者之一。1958年，他参与了通用原子公司的“猎户座”项目，这一项目是物理学家泰勒的创意，旨在建造一艘重达4000吨的宇宙飞船，利用2600枚核弹助其推进到太空。尽管猎户座计划结束了，核动力推进的诱惑却从未消失，而且某种程度上正在复苏。

当然，现在的思路与使用原子弹不同，是将核裂变反应堆的能量传递给推进剂燃料，将其加热至约2500 K后通过喷嘴喷出，这个过程被称为“核热推进”(NTP)。

大多数传统火箭使用普通的化学燃料提供动力。如20世纪60—70年代的土星5号火箭使用的是液体燃料，而1986年发射失败的挑战者号航天飞机使用的是固体燃料。最近的SpaceX的猎鹰火箭使用了煤油和氧气的混合物。

这些推进剂的“能量密度”和“比冲量”都较小，限制了火箭的总推力。使用化学推进剂的远航极限是月球。要想到达更遥远的行星和其他深空目的地，航天器通常利用多个不同行星的引力，导致旅程迂回且时间长。例如，NASA的朱诺号任务需要五年时间才到达木星，而旅行者号飞船花了30多年才到达太阳系的边缘。

核动力航天器将使用裂变能来加热燃料(如低温储存的液态氢)。

NASA马歇尔太空飞行中心前副主任、现就职于亨茨维尔阿拉巴马大学的Dale Thomas说：“核动力推进，无论是电推进还是热推进，都能从给定质量的燃料中提取出比燃烧推进更多的能量。”如今最高效的化学推进系统比冲量约为465 s。相比之下，由于核反应的功率密度更高，核热推进的比冲量可以达到近900 s。再结合更高的推重比，核热推进可以在500天内将火箭送到火星，而不是900天。

“推重比决定了航天器的加速能力，这在诸如逃离地球引力或在深空进行机动等关键任务阶段尤其重要”，英国航天局(UK Space Agency)发射系统负责人Mauro Augelli表示，“另一方面，比冲量是衡量火箭使用推进剂效率的指标。”

核动力航天的想法可以追溯到20世纪50年代。当时，物理学家戴森提出使用原子弹将火箭推进至太空。

20世纪六七十年代，美国国家航空航天局和美国原子能委员会启动了火箭飞行器用核引擎(NERVA)计划，利用裂变反应产生的热量推动火箭进入太空。虽然从未进行过该任务，但NERVA在反应堆设计、制造、涡轮机械和电子方面取得了若干进展。在20世纪80年代，美国斥资2亿美元设立了太空核热推进(SNTP)计划，开发核动力火箭。SNTP是美国战略防御计划的一部分，应对来袭的核导弹。

由于燃料元件容易受力破裂，且推进系统测试成本过高，到20世纪90年代初终止了SNTP。现在NASA再次着眼于核太空旅行。

2020年，美国政府向通用原子公司、洛克希德·马丁公司和蓝色起源公司三家公司拨款近1亿美元，开展“敏捷地月行动示范火箭”(DRACO)项目，将核航天器重新提上了议程。第一阶段将致力于展示核热推进可以用于近地轨道上的火箭飞行，目标是实现与现有化学火箭系统媲美的推重比。

该项目的负责人Tabitha Dodson认为，核空间反应堆若能成功发射和飞行，将彻底改变太空飞行。与已经达到极限的化学系统不同，核技术在理论上可以进化到核聚变等系统，甚至更远，从而使人类飞得更远，在航天任务中有更高的生存和成功几率。

NASA已经在考虑几个核动力太空任务。

根据2021年6月发布的一份报告，这些任务可能包括围绕天王星和木星的各种卫星运行的航天器，以及围绕并着陆在“海卫一”的其他航天器。该报告还设想了一枚进入太阳极地轨道、甚至进入星际空间的核动力火箭。归根结底，某种类型的核推进，无论是单独还是结合使用，都将成为人类未来进行太空探索的重要组成部分。

NASA、英国航天局和欧洲航天局都在研究核动力太空飞行技术，到21世纪30年代，有望在首批载人火星任务上使用某种形式的新技术，戴森的梦想可能很快就会实现。