辽宁
对任何一次载人火星远征而言，最大的敌人不是距离，而是时间。NASA现有最短的往返方案需要在太空中度过620天，另加30天的火星驻留；即便撇开长期无补给生命保障系统的难题，微重力与太阳、宇宙辐射也会持续侵蚀人体。
8月26日，《IEEE综览》刊出一份设计方案，目标是把在途时间压缩到335天以内。
作者是NASA马歇尔太空飞行中心空间核推进项目总工程师库尔特·波尔津，以及通用原子公司电磁系统部的核技术专家罗伯特·施莱歇尔。他们把这套架构称为"同步双模核火箭"。 IEEE Spectrum
它的起点是2025年一次学术会议上的一张餐巾纸草图。
两种引擎，一道旧题
20世纪60年代，美国通过NERVA和Rover项目开展的露天地面试验，验证了核热火箭所需的大部分技术。内华达州立博物馆，拉斯维加斯
氢氧化学火箭的比冲上限约为450秒，受制于化学反应本身释放的能量。核热火箭不受此限：液氢被泵入堆芯，加热到至少2700开尔文后喷出，比冲可达900秒以上。
1965年，美国宇航局刘易斯研究中心的技师们正在测试一种用于核热火箭的喷嘴设计。GRC /NASA
核电推进则走另一条路，用电磁场加速氙或锂等电离工质，比冲在2200至4600秒之间，但推力极低。它的额外好处是能同时为全船系统供电。
两者互补，把它们装进同一座反应堆的想法至少可以追溯到1990年代。
难点在于，以往的双模方案依赖阀门在推进与发电两种模式间切换，而这些阀门必须在强辐射环境中连续数月甚至数年保持零泄漏。
1965年发射入轨的SNAP-10A原型机，至今仍是美国唯一发射到太空的核反应堆。图片来源：George Rinhart/Corbis/Getty Images
更棘手的是燃料元件：同一套元件既要在高推力时短时承受极端高温，又要在漫长航程中低温稳定运行，工程上几乎无法兼得。
双回路的取巧
新方案索性放弃阀门，在单一堆芯内设置两条液压上彼此独立的回路——开式回路走氢做热推进，闭式回路循环氦氙混合气发电。堆芯据此分为两区，各配不同类型的燃料元件。
高温区是碳化锆包覆的铀"卵石"床，围绕一条渐缩通道，工作温度超过2700K。低温区则由固态铀燃料包裹双层通道，工作温度1200K以上，发电功率可从数十千瓦扩展到数兆瓦。
两个区域共同贡献维持链式反应所需的中子。真正的精细活儿在两者的物理界面：既要让高温元件的余热顺利导出，又要限制热流，防止低温元件在大推力工况下超温。
联合运行时，发电回路的换热器为氢预热，减轻涡轮泵负担；点火结束后，余热由发电回路带走，省去了以往专门用于冷却堆芯的那部分液氢。
结果是全程不间断供电。对载人任务而言，这不是锦上添花。
从纸面到轨道
这份方案出现在一个政策窗口打开的时刻。
今年3月，NASA宣布"空间反应堆1号—自由号"任务，计划于2028年底发射，成为首个使用裂变反应堆进行地球轨道外推进的航天器，并向火星投送三架由"机智号"演化而来的直升机。 NASA
该任务大量沿用已取消的"门户"月球空间站的电推进舱段，局长艾萨克曼将其定位为"70%的解决方案"，先证明可行，而非追求完美。
但它也恰好暴露了核电推进的短板——无法提供逃离引力井或执行时敏机动所需的大推力。
双模火箭仍停留在纸面。地面试验必须完整捕集可能带放射性的尾气，成本不菲；上世纪Rover与NERVA时期把尾焰直排大气的做法，今天已不可接受。
发射安全则受制于1978年苏联卫星在加拿大撒下放射性碎片后形成的国际共识。 IEEE Spectrum
作者的回应是程序性的：反应堆以冷态、装载新鲜燃料随化学火箭升空，只有在控制元件调整后启动链式反应，高放射性裂变产物才会生成。他们援引1965年的Kiwi-TNT失控试验，称显著辐射未扩散出3.2公里半径。
论证在技术上自洽。但核动力上天从来不只是技术问题，它同时是监管、外交与公众信任的问题。
更现实的门槛是验证节奏：先建模，再做非核流体试验，然后是材料辐照与部件考核，接着是无燃料与带燃料的整机试验，最后才轮到低功率在轨演示。这条链条需要NASA、能源部、国防部与产业界长期协同。
两位作者写道，下一阶段的目标不只是更快，而是让载人与无人航天器能够可靠抵达那些目前难以企及的地方，并在那里持续工作数年乃至数十年。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
