美國(guó)60年來(lái)從未在太空運(yùn)行過(guò)第二座核反應(yīng)堆。現(xiàn)在，NASA局長(zhǎng)宣布要在2028年底前把一個(gè)核動(dòng)力飛船送往火星。

這個(gè)時(shí)間線讓專家們既興奮，又直皺眉頭。

為什么偏偏是核動(dòng)力，為什么偏偏是現(xiàn)在

要理解這件事的重量，得先說(shuō)清楚化學(xué)推進(jìn)為什么不夠用。

現(xiàn)有的火箭，無(wú)論是SpaceX的獵鷹還是NASA的SLS，本質(zhì)上都是在點(diǎn)燃液氫和液氧，用爆炸產(chǎn)生的氣體推動(dòng)飛船前進(jìn)。這套方案在從地球發(fā)射方面表現(xiàn)出色，但一旦進(jìn)入深空，它的短板就暴露無(wú)遺：燃料能量密度太低，效率太差，而且越飛越遠(yuǎn)，太陽(yáng)能也越來(lái)越弱。

核裂變提供了一個(gè)根本性的替代方案。核燃料的能量密度比化學(xué)燃料高出數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，意味著同樣重量的燃料，能做的事情多得多。弗吉尼亞州航空航天公司的空間核技術(shù)專家林賽·霍爾姆斯說(shuō)："它真的非常非常高效。"

NASA為SR-1選擇的技術(shù)方案叫做核電推進(jìn)，英文縮寫(xiě)NEP。邏輯并不復(fù)雜：裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生熱量，熱量轉(zhuǎn)化為電能，電能驅(qū)動(dòng)離子推進(jìn)器，將帶電氣體高速噴出產(chǎn)生推力。推力本身不大，但持續(xù)時(shí)間極長(zhǎng)，效率極高，非常適合長(zhǎng)途星際巡航。

與另一種方案"核熱推進(jìn)"相比，核電推進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)潔，班戈大學(xué)核未來(lái)研究所聯(lián)合主任西蒙·米德?tīng)柌裾f(shuō)，它"比熱能方案簡(jiǎn)單得多，本質(zhì)上就是把核反應(yīng)堆接入推進(jìn)系統(tǒng)"。

還有一個(gè)很少被提及但同樣關(guān)鍵的理由：核推進(jìn)讓飛船更快，飛行時(shí)間更短，宇航員暴露在宇宙輻射中的時(shí)間也隨之減少。佛羅里達(dá)航天研究所的航天工程研究員菲利普·梅茨格說(shuō)：“它解決了輻射問(wèn)題，這也是發(fā)明更先進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)往返火星的主要?jiǎng)訖C(jī)之一。"

至于“為什么是現(xiàn)在"，答案有相當(dāng)一部分寫(xiě)在地緣政治的賬本上。

中國(guó)和俄羅斯已經(jīng)宣布計(jì)劃在2035年前在月球表面部署核反應(yīng)堆，為聯(lián)合月球基地供電。在深空探索領(lǐng)域，第一個(gè)掌握核推進(jìn)技術(shù)的國(guó)家將擁有難以彌補(bǔ)的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。霍爾姆斯直接表示，SR-1激進(jìn)的時(shí)間線“部分源于中國(guó)和俄羅斯自身的深空核野心"。

從圖紙到火星，2028年夠用嗎

美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）

SR-1的全名是“太空反應(yīng)堆-1號(hào)自由號(hào)"，目前公開(kāi)的設(shè)計(jì)概念圖顯示，它看起來(lái)像一支巨大的帶翼箭矢：尾部是動(dòng)力與推進(jìn)系統(tǒng)，頂端是一座20千瓦級(jí)的鈾填充核反應(yīng)堆，兩側(cè)伸展出大面積的散熱翼片。

那些翼片的作用，是把核裂變產(chǎn)生的大量廢熱散發(fā)到太空中去。霍爾姆斯說(shuō)：“你必須有非常大的散熱器，"否則反應(yīng)堆和整個(gè)飛船都有過(guò)熱熔毀的風(fēng)險(xiǎn)。

動(dòng)力與推進(jìn)系統(tǒng)并非從零開(kāi)始造。NASA此前為“門戶"月球軌道空間站項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的電力推進(jìn)組件，在艾薩克曼今年3月取消該項(xiàng)目后，將被直接移植到SR-1上。這是一筆現(xiàn)成的工程遺產(chǎn)，可以節(jié)省相當(dāng)一部分開(kāi)發(fā)時(shí)間。

按照NASA公布的計(jì)劃，SR-1的硬件開(kāi)發(fā)將于2026年6月啟動(dòng)，2028年1月完成系統(tǒng)組裝和測(cè)試，同年10月運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)，年底前完成發(fā)射。發(fā)射后約一年，飛船應(yīng)當(dāng)?shù)诌_(dá)火星。

核反應(yīng)堆不會(huì)在發(fā)射時(shí)就啟動(dòng)。出于安全考量，反應(yīng)堆將在飛船離開(kāi)地球約兩天后才點(diǎn)火，屆時(shí)飛船已處于穩(wěn)定的太空軌道，即便出現(xiàn)意外，裂變產(chǎn)生的放射性廢料也不會(huì)落回地球。

這套時(shí)間表被業(yè)內(nèi)人士普遍描述為“極其雄心勃勃"，這是一種客氣的說(shuō)法。美國(guó)上一次嘗試類似量級(jí)的核推進(jìn)項(xiàng)目，是NASA與國(guó)防部合作的DRACO計(jì)劃，最終于2025年因成本、安全測(cè)試和技術(shù)復(fù)雜性等問(wèn)題被取消。在那之前，類似的項(xiàng)目已經(jīng)被啟動(dòng)又叫停了無(wú)數(shù)次，核推進(jìn)技術(shù)在美國(guó)航天史上留下了一長(zhǎng)串未竟的尾巴。

米德?tīng)柌裉孤实刂赋隽藥讉�(gè)技術(shù)難關(guān)：發(fā)射過(guò)程中的劇烈振動(dòng)對(duì)核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)完整性的威脅；零重力環(huán)境下地面設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)作；以及散熱系統(tǒng)在真空太空中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。這些都是需要在前所未有的時(shí)間壓力下一一驗(yàn)證的工程問(wèn)題。

但專家們也沒(méi)有人說(shuō)這不可能。梅茨格說(shuō)：“我認(rèn)為這是一項(xiàng)非常可行的技術(shù)，我很高興看到他們終于這么做了。"

無(wú)論SR-1最終成功還是遭遇挫折，它在太空中運(yùn)行期間積累的工程數(shù)據(jù)，都將直接服務(wù)于NASA隨后計(jì)劃在月球表面部署的核反應(yīng)堆項(xiàng)目。美國(guó)能源部國(guó)家空間反應(yīng)堆項(xiàng)目技術(shù)總監(jiān)塞巴斯蒂安·科比西耶羅說(shuō)：“我們將學(xué)到的所有關(guān)于該系統(tǒng)在太空中如何運(yùn)作的信息，對(duì)月面應(yīng)用非常有幫助，因?yàn)榛旧鲜且粯拥模虑蛏弦矝](méi)有空氣。"

一個(gè)時(shí)代的開(kāi)端，或者又一次壯志未酬，答案將在兩年后揭曉。