核动力火箭

据报道，美国航空航天局的工程师正计划建造核裂变装置作为宇宙飞船的动力。科学家认为，如果我们使用核动力火箭飞往火星，只需要30天时间。那么，核能是如何运用到火箭上的呢？

疯狂的计划

美国在研制第一颗原子弹时，原子弹之父费米说，我们除了研制原子弹，也不要忘了研究以核能作动力的可行性。

1957年，美国人开始了核火箭的研制—猎户座核火箭计划。这个计划很疯狂，即使出现在科幻小说中，也会给人一种异想天开的感觉，因为它是采用原子弹爆炸的方式给火箭提供动力：用一颗颗小当量原子弹在火箭尾部相继爆炸，火箭后面安装一个推进盘，吸收爆炸的冲击波以推动火箭前进。

其升空过程就像海洋里的水母，即每扔掉一颗原子弹，火箭就向上蹿出一段距离。

根据设想，在起飞阶段，每秒引爆一颗100吨TNT当量的小型原子弹，当火箭到达一定速度和高度后，引爆速率下降到每10秒一枚，由于已经远离地面，此时引爆的是2万吨当量的核弹。

核动力火箭，并非现在才提出来的新概念。早在20世纪初，得知居里夫妇提炼出放射性元素镭之后，俄国航天之父齐奥尔科夫斯基就预言：“一吨重的火箭只要用一小撮镭，就足以挣断与太阳系的一切引力联系。”

核热火箭

跟疯狂的“猎户座核火箭”比起来，核热火箭对环境的破坏要小得多。它是在火箭上安装一个小型反应堆，利用反应堆产生的高温，通常是3000K左右，接着利用高温加热液态氢，液态氢被反应堆加热后，体积急剧膨胀，从火箭尾部喷出，产生反推力。

核热火箭的工作原理跟常规火箭发动机相似，唯一不同的是，核热火箭用核反应堆取代了液体火箭中的化学燃烧。

如图所示，在涡轮泵的带动下，液体氢通过管子流到反应堆中，然后被加热，高速向喷口喷出，同时有一部分气体通过导管流到涡轮泵，给涡轮泵提供动力。

核热火箭之所以选用氢，是因为氢气具有优异的导热性能，在高温下容易分解为原子氢，并吸收大量的热量，它的导热性能可与金属材料相媲美，是最好的冷却介质之一。同时由于其分子量小，相同质量的气体中，氢气的体积最大。

由于种种原因，核热火箭项目在1972年被中止。

核电火箭

核电火箭是利用反应堆产生高温，通过热电转换，得到稳定电源后，把气体电离，通过强大的电场力将带电的离子加速，使离子高速后喷出，以反作用力推动飞行器。

把气体电离，不光可以用核能，还可以用太阳能。目前，离子推进器技术已较成熟，从欧洲空间局的“智慧1号”月球探测器，到探索谷神星与灶神星的“黎明号”，还有在太阳飞行了60亿千米的“隼鸟号”等，都是采用离子推进器。

然而，利用太阳能的离子推进器有一个缺点，不能离太阳太远，这要是飞到冥王星或者冲出太阳系，太阳能就指望不上了。而核能则没有这种局限性。

可以预料，要想在星际旅行，核能几乎是未来唯一的可行方式。已进入太阳系边缘的“旅行者1号”长久以来之所以还能与地球进行通信，也全靠它上面的两枚核电池。所以，未来的太空探索，要想大大超越现今的成绩，核能也许是唯一的选择。