NASA 正开辟通往火星的核动力之路

据经常撰写太空政策相关文章的作家马克·R·惠廷顿（Mark R. Whittington）今天 (5月24日) 上午在《国会山报》发表评论披露，国家航空航天局 (NASA) 正开辟通往火星的核动力之路：

当美国国家航空航天局正在与其国际及商业伙伴一起全速重返月球之际，这家航天机构并没有忽视火星。如果一切顺利，美国国家航空航天局计划在2028年测试一种新技术，这项技术可能缩短前往这颗红色星球的旅行时间，并使其向探索乃至人类定居开放。

美国国家航空航天局正在研发“太空反应堆-1自由号”，这是一种核动力航天器，旨在将三架名为“天降”的直升机送往火星。这个构想与“机智号”直升机类似，“机智号”曾于2021年作为“毅力号”火星车任务的一部分前往这颗红色星球。一旦抵达，“天降”直升机可以为未来人类火星任务侦察潜在着陆地点。

这项任务是美国国家航空航天局于三月发布的名为“点火”的更广泛公告的一部分。

“太空反应堆-1自由号”是一种核电推进火箭，这意味着它利用电力使一种推进剂——例如氙气——发生电离。这会产生缓慢但持续的推力，最终使航天器加速到比普通化学火箭更快的速度。它将先由传统火箭发射进入太空，然后再启动其核电推进引擎。

美国国家航空航天局此前已经发射过太阳能电推进火箭，例如目前正在飞往富含金属的小行星带天体“灵神星16号”的“灵神星”任务。核电推进相较于太阳能推进有一个明显优势，即在深空任务中更具实用性，因为在深空中，太阳光比内太阳系更加微弱。

美国国家航空航天局自20世纪60年代以来一直在研究核推进技术。“用于火箭飞行器应用的核发动机”计划，简称“NERVA”，在20世纪60年代甚至进行过一些地面测试，但随后在尼克松政府时期作为“阿波罗计划”后削减预算的一部分而被取消。美国国家航空航天局曾设想将“NERVA”作为一种技术，在20世纪80年代将宇航员送往火星。但与“太空反应堆-1自由号”不同，“NERVA”是一种核热火箭，它利用反应堆将推进剂加热至超高温，从而为星际航天器产生巨大推力。

美国在20世纪80年代末和90年代初通过“木风”等计划重新启动了核热火箭构想，该计划属于“战略防御倡议”的一部分，但它并未超出概念阶段太远。在最近之前，政治支持并不足以支撑深空探索。

幸运的是，如今重返月球并前往火星的推动力量，在国会以及广大公众中都获得了两党支持。因此，美国国家航空航天局推动核技术的发展——不仅用于推进航天器，也用于为未来月球基地和火星定居点供电——更有可能真正实现。

根据《太空新闻》的报道，“太空反应堆-1自由号”将花费一年时间抵达火星并部署其直升机。未来，更强大的核电推进火箭可能只需两到三个月便能抵达这颗红色星球，远远短于化学火箭所需时间。“太空反应堆-1自由号”仅仅只是一个原型。

对于前往木星与土星等外行星的航行而言，核火箭与化学火箭之间的时间差距将更加巨大。核火箭通过缩短前往火星的旅行时间，可以让机组人员与乘客暴露于星际空间固有危险中的时间大幅减少，例如微重力与辐射。

与此同时，太空探索技术公司的埃隆·马斯克（Elon Musk）关于前往火星并建立一个百万人定居点的计划，则依赖于使用化学火箭推进的巨型“星舰”。未来火星定居者可能不得不忍受至少七个月的星际航行，才能降落在一颗环境恶劣的星球上。而且，在真正启程之前，还必须先在近地轨道完成多次燃料补给飞行。

火星定居不仅仅是马斯克最钟爱的梦想；它还是一位企业首席执行官在世界历史上获得最大回报的前提条件。

也许存在一种方式，可以将巨大的“星舰”与一种核引擎结合起来，从而在大约一半时间内将载荷送往火星，而不是单靠“星舰”自身完成任务。也许解决方案可以是：在继续前往火星之前，“星舰”先与美国国家航空航天局提供的核火箭级段对接。

考虑到满载“星舰”的质量，工程挑战很可能将是巨大的。但这种可能性意味着，美国国家航空航天局与太空探索技术公司的工程师应当开始着手工作，首先确定这一构想是否可行；如果可行，那么就开始设计与测试。

一艘核推进的“星舰”，或许将成为开启太阳系人类探索乃至定居时代的关键。