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隨著載人航天技術不斷進步，登上外星球，創建新家園，成為(wei) 人類宏大的未來目標。其中，火星作為(wei) 太陽係中與(yu) 地球最相似的行星，有幸成為(wei) 人類移民外星球事業(ye) 的首選地之一。

然而，建立火星家園麵臨(lin) 著重重挑戰。比如，航天器采用傳(chuan) 統化學能火箭發動機，執行地火往返任務至少需要2年多，而在沒有大氣層削弱輻射的太空中飛行時間越長，可能遭遇的故障就越多，人員麵臨(lin) 傷(shang) 病乃至生命危險的隱患也越大。因此，載人探火任務要求盡量縮短飛行時間，有必要創新航天動力技術。

近日，美國宇航局和美國國防先進研究計劃局宣布，將合作研發核動力火箭發動機，爭(zheng) 取2027年在軌驗證技術。這項技術有望顯著縮短航天員往返深空任務用時，將為(wei) 執行載人火星探索任務奠定基礎。

美國媒體(ti) 公布的“敏捷登月行動示範火箭”項目下的核火箭想象圖。

總體(ti) 上講，核動力火箭在動力輸出功率上，或者在續航力方麵，對比傳(chuan) 統的化學能火箭，預計具備無可比擬的優(you) 勢。

在所有論證的未來火箭動力方案中，核動力火箭優(you) 勢鮮明，有望縮短航天器飛行時間，減少航天員在失重狀態和宇宙輻射下的危險暴露，更有利於(yu) 保持健康，還有望簡化航天器生命保障係統的設計，降低負荷和係統複雜度，從(cong) 而提升可靠性。

此外，核動力火箭的持續工作能力強，任務適應性更好，便於(yu) 調整啟動狀態。如果任務臨(lin) 時中止，它有望在太空中航行一段時間後不補充燃料而安全返回地球。未來從(cong) 火星等外星球上起飛時，核動力火箭有望簡化操作，更可靠地踏上歸途。

不過，核動力火箭不能一概而論。根據核能釋放方式的不同，核動力火箭可分為(wei) 3種：放射性同位素衰變型、核裂變型和核聚變型。

其中，放射性同位素衰變火箭發動機的工作原理是，將放射性同位素衰變所產(chan) 生的射線輻射轉變成熱能，加熱工質，形成推力。研究認為(wei) ，它能夠在持續數月的任務中不斷產(chan) 生微小推力，但不宜充當載人火星探測任務的主動力裝置。

核動力火箭想象圖

核聚變火箭發動機最令相關(guan) 領域科研人員神往，其工作原理是利用較輕的原子核聚合成較重的原子核，在這種熱核反應的過程中釋放出驚人的能量。可惜核聚變控製難題尚未被攻克，高能激光點火技術仍不夠可靠，所以這種發動機仍處於(yu) 理論研究階段，多見於(yu) 科幻作品中。

目前，美國重點研製的核動力火箭基於(yu) 核裂變工作原理，又稱核熱火箭，可以簡單地理解為(wei) 核電站“上天”，同樣消耗核燃料。啟動後，工質氣體(ti) 流經核反應堆，吸收熱量，再從(cong) 噴管加速噴出，產(chan) 生推力。未來，核裂變火箭發動機或許能使產(chan) 物呈現出等離子狀態，工質氣體(ti) 被加熱後高速噴出，產(chan) 生更可觀的推力或比衝(chong) 。

使用核動力火箭不代表著載人探火任務“高枕無憂”，反而需要解決(jue) 新問題。比如，隨著航天員及其生活用品、工作設備增加，航天器會(hui) 顯著增重，必然對核動力火箭發動機的推力提出更高的要求。

同時，核動力固有的安全隱患必須引起高度重視，特別是核輻射對航天員健康的威脅。據悉，新一代核動力火箭方案在核輻射安全方麵已經取得了突破性進展。

暢想不久的將來，核動力火箭有望實用化，移民火星將不再是夢想，而是人類航天探索史上的關(guan) 鍵飛躍。（作者：喻海川）

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