中國研發核動力推進器，半年就能到達火星！難度太大美俄已放棄

近日，中國航天科技集團第六研究院院長劉志讓表示，正在與國內核動力相關研究單位共同開展空間核動力系統的研究工作，中國運載火箭將形成傳統推進劑、核電和核熱等多種空間核動力推進方案。此類技術美俄早有研究，並研發出了試驗品，但最終因難度太大而放棄。

正如劉院長所言，空間核動力推進技術主要分核熱推進和核電推進兩種。其中，核熱推進是指用核反應堆堆芯的高熱量加熱液氫、甲烷等膨脹率高的工質，並向後排出做功以獲得前進的動力。換言之，就是用核反應堆代替傳統火箭的燃燒室。其優點是比起傳統火箭發動機，核熱火箭發動機的比沖極高。當前使用閉式循環、可延伸大面積比噴管的氫氧火箭發動機的比沖可達460-470，這幾乎是傳統火箭發動機的最高水平。而核熱火箭發動機則可達800-900。更高的比沖意味著航天器可以攜帶更多的載荷，以更快的速度前往目的地，也就是說，高比沖可以為深空任務帶來更大優勢。舉個例子，低地球軌道140噸的傳統全化學動力運載火箭，其火星轉移軌道的運力在45-46噸左右。若末級換用核熱火箭動力，其火星轉移軌道的運力則可達75噸左右。

（前蘇聯的RD-0410核熱火箭發動機）

而核電推進是指將核反應堆與電推力器結合，以核反應堆發電為電推力器提供電力。眾所周知，限制電推技術進步的一大原因就是航天器的供電問題。未來深空探測採用的大功率電推其功率可達40千瓦以上，而當前大型同步軌道衛星的總供電功率普遍在20千瓦左右，深空探測器由於受現有火箭的運力，不大可能配備大型同步軌道衛星巨大的二次展開太陽能電池翼，再加上距離太陽更遠，深空探測器僅依靠光電轉換的發電功率小的可憐，自然無法驅動大功率電推。而空間核反應堆的發電功率可達百千瓦級，其重量也小於同等功率的太陽能電池板，還不用為如何摺疊和展開巨大的太陽能電池陣列而頭疼，好處十分明顯。

（中國未來火星探測運載火箭）

但是，空間核動力推進固然好處多多，但我們並不能忽視它作為惡魔的另一面。首先，無論是哪種推進方案，核反應堆的設計都是個大難題，要同時滿足小體積小重量大功率的要求。為了保證功率，只能採用濃度90%以上的武器級高濃縮鈾。而且真空環境下堆芯散熱條件極差，需要設計大面積的散熱器。核熱推進還有排放帶輻射工質的問題，等等……

儘管空間核動力推進可以將火星旅途從9個月以上縮短至6個月左右，但它是天使也是惡魔。充分認識其危險性，最大限度地發揚其優勢才是正道，不可因噎廢食，更不可盲目應用。

作者：ScarletKaze

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