核推进将迎来发展良机

□ 于远航

近期，“核推进”这个概念在圈内又热起来。美国天军空间作战副部长汤普森在一个论坛上表示，“核推进具备从效率上可大大优于常规化学火箭的潜力，能扩大我们所能到达的范围。”

对于爱好航天者来说，“核推进”可以说是既熟悉又陌生。熟悉是因为，早在上个世纪50 年代中期，人类初步掌握核技术不久，美国就开始了核热火箭发动机的研制。而疏远感是因为，由于普通民众对于核事故的极端恐惧，使得航天界对于使用核推进技术慎之又慎，迄今只有极少的应用案例。

然而随着人类的脚步逐渐走向深空，沉寂许久的核热推进概念再一次回到人们的视野之内。

我们知道，火箭推进系统是航天飞行任务的核心技术之一。火箭推进系统的推力、比冲和工作寿命直接决定了任务的范围、规模和周期。

目前，航天飞行任务主要使用的是化学火箭发动机，其中的液氢液氧推进剂组合比冲最高，约为500 秒左右，这基本已经达到了极限。如果采用化学火箭发动机执行未来的深空探测任务，尤其是载人深空探测，就很难完成发射规模大、任务周期长的任务，而且成本费用也将高得难以承受，不能满足未来载人火星探测、大型星际货物运输等空间任务的需求。因此，发展先进的火箭推进技术已成为必然选择。

核热推进采用核反应堆替代液体火箭发动机中的化学燃烧室，利用原子核反应释放的热量，直接加热推进工质，通过扩张喷管后高温推进剂工质被加速，从而产生巨大推力。核热推进比冲可达1000 秒左右，推力可达数十千牛甚至上百千牛，兼具比冲高和推力大的特点，是未来航天飞行任务，尤其是载人深空探测任务和大型星际货运飞行任务的理想推进选择之一。

美国宇航局在未来载人火星探测任务的牵引下，一直在进行着空间核推进技术的研究，包括核热推进和核电推进两条技术路线。然而，由于过去几十年里资金投入少，而且断断续续，成效并不显著，有许多重大障碍需要克服。近年来，随着阿尔忒弥斯探月计划成为美国政府力推的一项重大航天任务，核推进技术又获得了新的发展契机。

就在我国嫦娥五号成功返回的当天，美国白宫发布了“太空政策指令6 号”文件，指出要在2027 年底前在月球表面建立核电站、使用核能技术探索火星等，其中利用核热火箭探索火星是美国计划的重要任务。

美国国会已经在敦促美国宇航局发展核热推进系统，甚至在美国宇航局并未申请的情况下，已经为相关技术研发工作预留了经费。美国众议院的一个分委会于7 月12 日上报的一项2022 财年拨款法案就提出为核热推进工作拨款1.1 亿美元。

美国宇航局已经不是正在寻求发展核热推进技术的唯一机构了。美国国防部先进研究项目局（DARPA）的“敏捷地月空间行动验证火箭”（简称“天龙座”）计划正在支持开展核热推进系统的初步论证工作，拟将其用于地月空间的快速机动。

DARPA向通用原子公司签发了2200万美元的一项反应堆设计工作合同，而蓝色起源公司和洛·马公司则拿到了为“天龙座”计划研制采用核热推进系统的飞船的合同。

技术推动、需求牵引，这是航天技术得以推动和发展的法宝。在如今国际社会日益将目光投入到地月空间甚至地火空间的竞争之中时，看来核推进技术即将迎来一个大发展的良好契机，有望成为未来深空开发和探测的宠儿。