我們這次發射的「胖五」火箭，就像一位身材龐大的健美先生，引起了無數人的關注和歡呼。眾人都覺得我們的空天技術已經無敵了。
隨著「胖五」的熱潮，有乙個訊息開始傳播開來——我們要搞核動力火箭！這是怎麼回事？難道是像《三體》或者《星球大戰》裡的那種「無工質核聚變飛船」？
答案是「不是」。就目前的技術水平來說，我們還沒法製造出無工質推進系統。
那麼核動力火箭具體是什麼呢？有沒有先例？其他國家在搞嗎？它的原理又是什麼？一說核動力火箭，問題就多了起來。
讓我們逐個解答。
所謂核動力火箭，其實有兩種型別：一種是脈衝**式核動力火箭，另一種是噴射式核動力火箭。
先說脈衝**式核動力火箭吧，美國在上個世紀中期曾經進行過相關研究。在2023年的獵戶座計畫中，他們設計出了乙個驗證模型：通過精密的時間控制，模型底部不斷丟擲和引**藥塊，模型就能以極高的速度飛起來。理論上說，如果這個**重複3萬次，飛船就能在幾個星期內到達火星。這個獵戶座計畫中的飛船重達880噸，可以搭載300噸的貨物飛行。
然而，沒有國家願意在自己頭上爆破當量2萬噸的原子彈。而且，自從美國在2023年簽署了《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核**試驗條約》，這個計畫也告吹了。
核動力火箭實際上還有另一種形式，那就是噴射式核動力火箭。這個東西很多國家都在研究，只是我們相對落後了一點點。簡單說來，噴射式核動力火箭就是利用核反應堆作為動力源、離子火箭發動機作為推進器的一種技術。在未來的一段時間內，這種發動機將成為太空旅行的首選。
為什麼呢？理由很簡單——因為這種發動機的比衝特別高。
我們先來解釋一下比衝，一般情況下，大家看到火箭的比衝是多少多少「秒」，這裡的「秒」實際上是乙個簡化單位，實際上是 牛·秒/千克 ，表示一千克的工質能產生一牛頓的推力的持續時間。簡化後就變成了「秒」。但是要注意，這裡的「秒」並不是時間單位。
我們來看一下不同發動機的比衝：
我們發現，固體火箭發動機的比衝基本上相當於固定翼飛機上使用的渦扇發動機，可以達到3000秒。而vasimr（可變比衝等離子火箭）的推力比單純的離子推進器還要大10倍。
你看看，這個vasimr發動機真牛！
但要注意一點，vasimr是一種需要高功率電磁波加熱工質的「電推發動機」。根據現有技術水平，vasimr每產生1千克的推力就需要消耗約1000瓦的電力。所以，要使用vasimr發動的宇宙飛船必須要有大功率的發電裝置。
真正能用起來的vasimr發動機需要大約200兆瓦的電力**。200兆瓦是什麼概念呢？
來看看三門核電站。它有兩個ap1000反應堆，每個重67噸，直徑達2公尺，高6.5公尺，總共輸出毛功率為125兆瓦。
也就是說，要達到200兆瓦的動力輸出，飛船上至少要有兩個這樣的反應堆。
對於乙個大型太空飛船來說，這還算是可行方案。但是，加上火箭發動機和作為推進劑的氫和氙，整個系統的質量依舊會超過800噸。
所以，目前各國在核動力火箭的研發中，卡在「重量」這個難點上了。
目前，俄羅斯的tem計畫在核動力火箭發動機的研發上最為先進。他們從2023年開始研究這個東西，一直秉持著「堆料硬剛」的戰鬥精神。
他們設計了一套核動力推進系統，通過鈾-235為核心的核反應堆加熱混合氣體（以氖氣和氙氣為主），並利用核反應堆產生的電力來電離加熱氖氣和氙氣作為推進劑。
他們目前取得的成果是，反應堆的熱功率達到3.8兆瓦，電功率達到了1兆瓦，比衝達到了7000秒。整個裝置的安裝重量為7噸。以這個核動力火箭，他們在2023年的年底公布的資料顯示，可以在乙個半月內將乙個小型載荷送到火星。
總的來說，現在核動力火箭的技術框架已經非常清晰，所需的關鍵技術也都已經實現了。
如果我們想要搞核動力火箭，從技術積累的角度來說，其實並不是乙個難題。
然而，要搞乙個巨大的載人飛船，仍然是乙個技術難點。因為這仍然依賴於噴射推進劑為主要推進方式的火箭裝置。而工質的多少決定了最終飛行速度和飛行距離。
至於無工質發動機，真的可行嗎？以太陽的輻射量來說，地球上每平方公尺的壓強大約是4.6微帕。如果想要利用這個光壓來推進宇宙飛船，需要比太陽的輻射量高出幾十億倍。就算在月球軌道上使用無工質發動機，也可能把地球上的一切都燒光。
所以，無工質推進方案一般使用大面積的太陽帆來實現。
到目前為止，可以在飛船底部發光的設計，還只停留在科幻**的世界中。
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