NASA核动力火箭将登陆火星！🚀

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虎嗅网

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来源

1.

https://m.huxiu.com/article/2512708.html

2.

https://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2020-12/30/content_1066597.shtml

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https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_24013423

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https://www.sohu.com/a/426924331_808513

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https://www.chinaerospace.com/article/49556

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http://interesting-sky.china-vo.org/exploring-the-universe-with-nuclear-power/

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https://www.wchtc.net/xinwen/2024/show-3968.html

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https://www.bilibili.com/read/cv15857259/

2024年10月，NASA宣布了一项雄心勃勃的计划：将在2035年前实现载人火星探测任务，而核动力火箭将成为这一壮举的关键。这项技术不仅能够提供更强大的推力，还能使飞船航行更长时间，并在到达目的地后继续为飞船供电。

核动力推进技术主要有两种方式：核热推进（NTP）和核电推进（NEP）。

核热推进是直接利用核反应堆产生的高温加热推进剂（如液氢），使其膨胀后高速喷出产生推力。其核心流程为：液氢流经反应堆堆芯吸收热量，迅速气化并升温；高温高压气体通过喷管加速膨胀，形成高速射流；根据牛顿第三定律，高速喷出工质产生反作用力推动航天器。美国的NERVA计划和DARPA的DRACO项目都是基于这一原理。

核电推进则是先将核反应堆产生的热能转换为电能，再利用电能驱动电推进系统（如离子推进器）。具体过程包括：反应堆热量通过斯特林循环或布雷顿循环转换为电能；电能电离推进剂（如氙气），离子在电场中加速喷出；产生持续低推力但高比冲的推进效果。俄罗斯的TEM项目和NASA的Kilopower计划都采用了这种技术路线。

目前，美国在核动力推进领域持续领跑。NASA的Kilopower计划正在开发1-10kW级的核反应堆，采用斯特林发电机，可为月球/火星基地供电并支持电推进系统。而DARPA的DRACO项目则致力于开发新型核热推进系统，目标是实现比冲1000秒、推力提升5倍，计划2025年进行轨道测试。

核动力推进技术在火星任务中展现出显著优势：

1. 缩短任务时间：传统化学火箭需要6个月才能到达火星，而核热推进可将时间缩短至4个月。这不仅能减少宇航员在太空中的辐射暴露，还能降低健康风险。

2. 提高燃料效率：核热推进的比冲可达900秒，是化学火箭的两倍。而核电推进的比冲更是高达6000秒以上，适合长时间的深空探测任务。

3. 持续供电：到达火星后，核反应堆还能继续为基地提供电力，支持长期驻留任务。

然而，核动力推进也面临一些挑战：

• 安全性：如何确保核反应堆在发射和太空运行中的安全，防止辐射泄漏。
• 技术成熟度：虽然核热推进已有一定基础，但核电推进仍需突破大功率发电技术。
• 成本问题：核动力系统的研发和维护成本较高，需要平衡性能与经济性。

核动力技术通过高效能量密度和长续航能力，正成为突破深空探测瓶颈的关键。未来，这项技术不仅将应用于火星探测，还可能用于木星冰月探测等更远的深空任务。随着技术不断成熟，人类探索太阳系的方式或将被彻底改变。