美国宇航局在核火箭发动机的帮助下将目光投向了火星

带有核热火箭发动机的敏捷地月行动 (DRACO) 航天器示范火箭的艺术概念。核热推进技术可用于未来美国宇航局载人火星任务。

在将第一批人类送上火星的竞赛中，美国国家航空航天局在核火箭发动机上押下重注，以将其宇航员送上火星。

今年早些时候，该机构宣布与国防高级研究计划局 (DARPA) 建立合作伙伴关系，以开发一种使用核推进力将宇航员运送到火星等深空目的地的火箭。这种技术将大大缩短到达火星所需的时间，从而降低长时间太空飞行对机上人员的风险。

由燃烧液体燃料驱动的传统航天器通常需要大约七八个月才能到达红色星球。科学家们表示，核火箭发动机至少可以节省三分之一的时间。

美国宇航局局长比尔尼尔森说，缩短的旅程将使机组人员在执行火星任务时更加灵活。

“你可以让自己在水面浮出三周、四个星期，然后在合理的时间内返回，而不是必须离开两三年，”他说。

更短的往返行程也意味着宇航员在太空中接触到的宇宙辐射更少。研究表明，在没有地球大气层和磁场保护的情况下，人类仅在太空中一天就能受到相当于地球上一整年的辐射。根据欧洲航天局的说法，对于前往火星的任务，这意味着宇航员可能会暴露在比地球高 700 倍的辐射水平下。

为了降低这些风险，DARPA——负责试验新技术和新兴技术的国防部分支机构——正在开发一种由核热推进提供动力的火箭。该计划被称为 DRACO，是敏捷地月行动示范火箭的缩写。

该系统使用来自裂变反应堆的高温将液体推进剂转化为气体，然后通过喷嘴将其输送给航天器提供动力。

据美国宇航局称，这种推进方式可以产生更大的推力，效率至少是化学火箭的三倍。这意味着需要在船上携带更少的燃料，从而腾出空间将更多设备、科学实验或其他货物运送到火星表面。

DARPA 主任史蒂芬妮·汤普金斯 (Stefanie Tompkins) 说：“它可以彻底改变人们对太空可能性的看法——你可以携带什么，你可以多快到达那里。” “你可以更灵活地随时随地到达你想要的地方。”

尽管该系统依靠核能运行，但尼尔森表示，它将使用低浓缩铀，而不是武器级的高浓缩铀。

“这是安全的核技术，”他说。

他补充说，核火箭发动机的测试不会在地球上进行，而是在太空中进行，安全是重中之重。据 NASA 称，DRACO 的第一次演示最早可能在 2027 年进行。

美国航空航天学会执行主任丹尼尔·邓巴赫称，核推进是太空探索向前迈出的重要一步。

他说，火星任务自然包括对人类健康的无数风险，但核技术可以限制一些后果，包括对被困在狭窄空间内的机组人员造成的心理伤害。

“离家这么久有心理方面的影响，”Dumbacher 说。“人类的大脑如何应对在一辆校车大小的东西里待上几个月又几个月?我们如何保持心灵的愉悦?我们如何保持士气?当你去火星时，所有这些挑战都会成倍增加，所以缩短旅行时间是一件大事。”

核火箭发动机的蓝图最初是在 1960 年代制定的。但该计划在 1979 年三哩岛事故和1986 年切尔诺贝利灾难导致公众舆论反对核技术后停滞不前。

Nelson 表示，现在人们对探索替代燃料有了更多的兴趣和政治意愿。

汤普金斯说，核推进的希望在 1960 年代就已经存在，但该计划从未能够发挥其全部潜力。她说，当前的环境是历史上将技术发展到新水平的“正确时机”。

“当我回去阅读那些日子的报道时，”她说，“我不断地想起我们都站在巨人的肩膀上。”