欧空局押注核推进技术！未来火星任务时间或将缩短一半！

前往火星需要很长时间，使用当今的火箭技术大约需要9个月。这是因为普通的火箭发动机像汽车发动机一样，需要同时燃烧燃料和氧气，但效率不高。根本问题在于，由于太空中没有空气来支持燃烧，航天器必须同时携带燃料和氧化剂。

这形成了一个恶性循环：携带的燃料越多，航天器就越重，需要更多的燃料来加速额外的重量。

为了加速，你需要大量的燃料，这使得火箭极其昂贵且笨重。目前的化学推进系统几乎已经达到了理论极限，效率几乎没有提升空间。

土星五号的所有发射，1967 年至 1973 年

尽管特朗普政府大幅削减了美国国家航空航天局（NASA）的资金，导致其不再为核热推进和核电推进提供资金，但欧洲航天局（ESA）的科学家们却一直在研究核推进技术。

核推进技术的工作原理如下：核反应堆不再燃烧燃料和氧气，而是加热氢气等推进剂。过热的推进剂随后从火箭喷嘴喷出，推动航天器前进。这种方法比化学火箭效率高得多。

核火箭有几个关键优势，例如将火星之旅时间缩短一半，从9个月缩短至约4-5个月。效率的提升源于核反应堆每单位燃料产生的能量远高于化学反应。令人惊讶的是，尽管发动机本身会产生辐射，但宇航员在短途旅行中受到的有害辐射实际上更少。

这是因为太空旅行者在旅途中不断受到宇宙辐射的轰击，将旅行时间缩短一半可以显著减少他们的总辐射暴露量。这些发动机最适合需要大幅加速和减速的大型航天器，非常适合需要至少25,000公里/小时快速速度变化的月球和火星任务。

这项名为“校友”的研究通过精心设计，将安全性放在首位。核反应堆仅在航天器远离地球并处于安全轨道时启动。启动前的铀燃料放射性极低，且无毒。

多重辐射防护罩可在发动机短暂燃烧（持续时间不到两小时）期间保护机组人员。该反应堆的设计使其永远不会返回地球大气层。研究团队花了一年多的时间分析这项技术，并得出结论，该技术具有长期发展的可行性。

然而，未来仍有大量工作要做，包括对新型陶瓷金属反应堆设计进行实验室测试、建造安全测试设施，以及解决燃料采购和反应堆重启系统等技术难题。

校友核热推进系统示意图

校友研究是“太空应用核热推进的初步要素”的缩写，它首先回顾了核热推进，评估了技术和可行性，同时充分考虑了安全方面。

核热推进系统的核心在远离地球并进入安全轨道之前不会被激活，从而确保它永远不会返回大气层或降落在地球上。在激活之前和发射过程中，核心中所含的新鲜燃料铀放射性极低，且无毒。

发动机运行时会发射中子和伽马射线，多层辐射防护板将在不到两小时的短暂推进过程中保护航天器及其内部所有机组人员。乘坐核动力航天器前往火星的宇航员总体上受到的辐射量比乘坐传统航天器要少，因为飞行时间可以缩短一半，因此接受有害的天然宇宙辐射的时间也会减少。在我们的星球上，地球磁场和大气层保护着生命免受宇宙辐射的侵害。

该联盟研究了自20世纪60年代以来的核热推进方案和技术方案，并研究了一种新的陶瓷金属核心设计，该设计在保持与先前设计相同的效率的同时，提高了推重比。

联盟花了一年多的时间深入分析该理论，包括反应堆的控制和重启方法—避免所谓的氙中毒，避免反应堆重启——以及燃料和推进剂的热管理。

核热推进技术或将彻底改变太空旅行，使火星和月球探测任务更快、更实用。尽管这项技术前景广阔且看似安全，但要真正看到核动力航天器登陆这颗红色星球，仍需多年的研发。

从人类大计的角度很高兴看到欧洲展现出其开发这项技术的专业知识，这有望开启太空探索的新时代，让探索遥远星球变得比以往任何时候都更容易。