核动力火箭的前世今生

　　在阿波罗计划备受关注的20世纪60年代，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）科学实验室(如今为洛斯阿拉莫斯国家实验室)的科学家和工程师，致力于将人类快速送往火星甚至更远。他们当时建造并测试的核热火箭—推进系统，该火箭若是被研发成功，仅需四个月就能将载人飞船运抵火星，运抵土星卫星也仅需三年的时间。<p>　　</p><p>　　如今NASA正重审当初那些核火箭的设计，着眼于将它们作为不久之后太空发射系统（Space Launch System）的一部分来使用，并有可能将核火箭用于载人火星旅行。 </p><p>　　</p><p>　　核热火箭（NTR）使用核反应堆加热流体（液氢是合适的工质），受热膨胀的气体经喷嘴喷出从而产生推力。核热火箭比化学火箭更轻更省推进剂，在理论上还可以达到更高的速度。但如何造出安全实用的核热火箭是一项工程挑战。</p><p>　　</p><p>　　早在1940年代末，美国空军便在橡树岭进行了核推进的概念验证测试，但随后在弹道洲际导弹中舍弃了该项技术。而NASA于1955年重新设立“罗孚”（Rover）项目，从当初空军放弃的阶段开始继续研究，意图利用此项技术研制用于太空飞行的核热火箭。原子能委员会（AEC）负责设计和拼装反应堆，空间核动力推进办公室（SNPO)负责项目管理。 </p><p>　　</p><p>　　“罗孚”项目又被称为“火箭飞行器用核引擎”项目（NERVA）。1968年底，SNPO证实基于KIWI反应堆（NRX/XE）的“NERVA”项目可满足载人火星任务需求。</p><p>　　</p><p>　　“NERVA”项目曾雄心勃勃地计划将“NERVA”火箭作为太空拖船，把有效载荷从低地球轨道运抵更高轨道，并用“NERVA”驱动“土星”—V的上面级。但美国太空计划的预算削减使太空核推进成为现实（比预期早）的可能性破灭。国会失去了载人登火的兴趣，尼克松政府令阿波罗计划戛然而止，“土星”火箭生产线也难逃此运。洛斯阿拉莫斯实验室此后一直低成本地运转“罗孚”项目，直至1972年该项目被完全搁置。 </p><p>　　</p><p>　　展望未来： </p><p>　　</p><p>　　四十年后，人们重燃对核发动机的兴趣：核发动机可用于运载火箭上面级，从更长远来看还可作为深空任务主要的推进系统。NASA马歇尔太空飞行中心（MSFC）开展了一项为期三年的项目——核低温推进级(NCPS)，该推进级可用于即将到来的太空发射系统。NCPS源于“NERVA”，但将得益于21世纪新技术，实现更高的反应堆堆芯温度和推重比。 </p><p>　　</p><p>　　自上次NASA试验NTR之后，地面核试验已被普遍禁止，研究者转而采用马歇尔核热火箭元素环境模拟器(NTREES)，该设备利用非核材料对空间反应堆的众多关键要素进行模拟。对第一代核低温推进系统做出的优化，可帮助将重型货物和科学有效载荷送入地球轨道，并可以使宇航员更快地到达火星，从而减少受到有害空间辐射的影响。除此之外,对NTR系统进一步的研发改进，可以为太阳系载人探测提供高推力、高速度的方案。（孙棕檀 李金钊）</p><br />