3個月飛抵火星！太空核發動機研製重大進展，俄坦誠：已經被超越

據俄羅斯衛星通訊社4月21日報道，美國國防部高階研究計劃局（DARPA）近期啟動了一項名為“地月間敏捷火箭行動演示”（DRACO）的計劃，該計劃的目標是，在2025年以前，研發出一款能夠在低地球軌道上執行的熱核推進（NTP）系統。目前，已有三家公司獲得了該專案第一階段合同，分別是通用原子公司、藍色起源公司和洛克希德·馬丁公司。這份合同為期18個月，分為AB兩個部分。A部分是核反應堆和推進系統的研製任務，由通用原子公司負責，經費2200萬美元。B部分則是太空船的設計任務，由洛馬公司和藍色起源開發各自的太空船，經費分別為290萬美元和250萬美元。

報道稱，DRACO計劃的研製重點是核反應堆的小型化，該核反應堆可在太空中近乎無限地產生熱能，這些熱能將直接用來加熱低沸點的推進劑，然後匯入熱噴管，轉化為推動飛船前進的動能。熱核推進具有高比衝、大推力和壽命長的優點。與化學燃料火箭相比，其噴氣效率是前者的兩倍，如果航天器採用核發動機，只需100天就能從地球飛抵火星。

報道稱，從1960年代起，美國和蘇聯就開始了核動力航天器的研製工作。但由於技術條件限制，相關研究一直未能實用化。最近十年，美俄在該領域的競爭又再度興起，俄羅斯國家航天集團和俄國家原子能集團正在研製一款包含核反應堆的運輸動力模組，其功率可達數兆瓦。今年2月份，美國超安全核技術公司（Ultra Safe Nuclear Technologies）建議NASA研發熱核發動機，藉助這種發動機，可將飛船前往火星的時間從6個月縮短至3個月。目前，美國已有一款名為“Kilopower”的核發動機進入了測試階段，其電功率高達10千瓦。

據專家介紹，從利用方式來說，核發動機大致分為三種：利用核反應堆的熱能、利用反應堆產生的高能粒子、利用核彈爆炸。其中第二種的研製難度很大，第三種則會產生核汙染，目前都不具有實用性。唯一堪用的只有第一種利用方式，而這種方式又可以分為4種類型，分別是：固體核心核發動機、粒子床核發動機、液體核心核發動機及氣體核心核發動機。其中固體核心核發動機使用固體核燃料來加熱推進劑，比衝量可以達到800秒左右；粒子床核發動機則使用泵來迴圈加熱液體推進劑，可以使推進劑獲得更多的熱量，比衝量能達到約1000秒，推重比超過1；液體核心核發動機就比較瘋狂了，直接使用液態的核裂變燃料，由於不必顧忌裂變材料的熔點，因此能夠達到更高的溫度，這種原理的發動機比衝量可達1500秒以上，推重比同樣超過1；氣體核心核發動機相比前者更進一步，透過使用等離子態的核裂變燃料，無需擔心裂變材料的蒸發問題，推進劑溫度可達到所能允許的極限，比衝量高達驚人的7000秒。

從NASA公佈的外觀圖來看，DARPA研發的核發動機應該還停留在粒子床核發動機階段，不過在體積有限的情況下，這已經相當先進了。為了追趕美國，俄羅斯在去年12月10日也搞了一個核動力飛船專案，投資42億盧布，要求必須在2024年7月前完成。但目前該專案還沒有什麼動靜，可以認為，在核動力飛船領域，俄羅斯已經被美國超越了。