30天到火星，核能等离子发动机将改写历史

俄罗斯特罗伊茨克创新与热核研究所（TRINITI）正在测试的这台“核能等离子发动机”，一旦投入使用，航天器巡航速度可达每秒 100 公里，是今天化学火箭的 20 倍。按这一速度，地球—火星单程飞行有望从现有的 6～9 个月压缩到 30～60 天。

01

核能火箭

传统火箭，本质上是靠剧烈的燃烧把推进剂迅速加热、膨胀后高速喷出，这种方式简单粗暴，推力大但效率低：

有效排气速度上限约 4.5 km/s，决定火箭“跑不快”。

推进剂质量占比高达 80%～90%，决定火箭“跑不远”，连太阳系内的航行都难以支持。

自从人类成功研制原子弹之后，美苏都开始探索太空核能应用。20世纪60年代美国开展ROVER及NERVA项目，开发用于深空任务的核热推进发动机并完成地面验证。苏联在同时期以“RD-0410”发动机为核心，形成了完整的空间核火箭研发体系。

这类发动机通过核反应堆加热氢气，使其膨胀后高速喷出产生推力，喷气速度提升到 8～9 km/s，比冲接近化学火箭的两倍。但两国均因预算削减及化学火箭技术成熟而终止了核火箭的研究。

近年来，随着载人深空探测需求升温，核推进被视为“可预见的突破性方案”，核推进系统再度引起各航天大国的重视。

02

磁等离子体火箭发动机

把电能直接变动能

俄罗斯原子能国家公司凭借其在核电推进领域的雄厚积累，研发了这台以氢为动力的磁等离子体加速器的火箭发动机。新型发动机不再走“核热加热”老路，而是走“核电–电磁加速”路线。

他们的紧凑型核反应堆能将热能转化为电能，为发动机提供充沛的动力，功率300千瓦，峰值功率达520千瓦。

发动机以两个高压电极为基础，以氢为工质，用脉冲燃气阀控制流量，在放电腔内电离成等离子体。以强电场和磁场共同作用，将带电粒子（电子和质子）加速到100km/s后高速喷出推出。由于加速过程不依赖高温燃气，发动机结构温度远低于核热方案，材料寿命与可靠性显著提高。

另外，以氢为工质，因其原子很轻，能在不消耗大量工质的情况下达到很高的速度。另外，氢是宇宙中最广泛的元素，星际航行中很容易得到补充。

性能对比一目了然

发动机电极

03

未来角色

星际快车＋太空拖船

项目研究员埃戈尔·比留林说“火箭离开地球仍需化学火箭，但进入深空后，我们只需要几缸液氢，就能把航天器速度再提高一个量级”。按计划，该发动机除用于载人火星、小行星探测外，还可充当“太空拖船”，为大型卫星、月球与火星货运提供低成本、高效率的轨道转移服务。

发动机原型机及背后白色真空测试罐

微信订阅

欢迎邮局订阅2026年《电脑报》

订阅代号：77-19

全年订价：400.00元 零售单价：8元

邮局服务热线：11185

编辑｜张毅

主编｜黎坤

总编辑｜吴新

爆料联系：cpcfan1874（微信）

壹零社：用图文、视频记录科技互联网新鲜事、电商生活、云计算、ICT领域、消费电子，商业故事。《中国知网》每周全文收录；中国科技报刊100强；2021年微博百万粉丝俱乐部成员；2022年抖音优质科技内容创作者