人類(lèi)離核動(dòng)力火箭還有多遠(yuǎn)？60多年前就開(kāi)始研究，何時(shí)成真？

目前，人類(lèi)航天事業(yè)面臨的最大瓶頸就是火箭的動(dòng)力問(wèn)題。

現(xiàn)在想要離開(kāi)地球就必須要依靠化學(xué)動(dòng)力火箭，而化學(xué)動(dòng)力火箭因?yàn)橐媒^大部分的載荷裝載燃料，所以真正能夠運(yùn)出地球的東西可以說(shuō)是少得可憐，如何突破這個(gè)瓶頸呢？就是從根本上改變火箭的動(dòng)力方式，用核動(dòng)力來(lái)替代化學(xué)動(dòng)力。人類(lèi)已經(jīng)發(fā)明了核動(dòng)力潛艇、核動(dòng)力航母，核動(dòng)力火箭自然也就有可能實(shí)現(xiàn)。其實(shí)，NASA針對(duì)核動(dòng)力火箭的研究早在上世紀(jì)60年代就開(kāi)始了。

核動(dòng)力火箭到底是怎么一回事？為什么60多年還沒(méi)有成真呢？

想要知道核動(dòng)力火箭是如何工作的，先要從我們熟悉的化學(xué)動(dòng)力火箭說(shuō)起。在化學(xué)動(dòng)力火箭的內(nèi)部存在有兩個(gè)儲(chǔ)存罐，一個(gè)負(fù)責(zé)儲(chǔ)存燃料，可以是液態(tài)氫氣，也可以是甲烷或者煤油，另一個(gè)負(fù)責(zé)儲(chǔ)存氧化劑，通常就是液態(tài)氧。在火箭發(fā)射時(shí)，兩個(gè)儲(chǔ)存罐中的物質(zhì)會(huì)被泵入到燃燒室，混合爆炸并產(chǎn)生大量廢氣，這些廢氣從火箭尾部的噴嘴高速?lài)姵觯椭圃斐隽送苿?dòng)火箭上升的推力。從中我們可以看出，火箭動(dòng)力的最終來(lái)源就是高速?lài)姵龅臍怏w，也就是說(shuō)只要能夠制造出高速氣體，什么方式并不重要。

NASA研究的核動(dòng)力火箭，應(yīng)該被稱(chēng)為核熱推進(jìn)火箭，也就是利用核裂變所產(chǎn)生的熱量推動(dòng)火箭。

具體的原理是這樣的，在核動(dòng)力火箭的內(nèi)部存在著一個(gè)核反應(yīng)堆，其主要原料是濃縮鈾。核反應(yīng)堆的基本原理就是用自由中子撞擊鈾原子核，使之產(chǎn)生更多的中子去撞擊其它的鈾原子核，以此產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)并釋放出巨大的熱量。對(duì)核裂變反應(yīng)有所了解的人都應(yīng)該知道，只需要很少量的濃縮鈾，核反應(yīng)堆就能夠持續(xù)工作很長(zhǎng)時(shí)間，所以這一部分的重量幾乎可以忽略，占用空間也很小，如此核動(dòng)力火箭的載荷比就要比傳統(tǒng)的化學(xué)動(dòng)力火箭高出一大截。

當(dāng)然，只有一個(gè)能夠產(chǎn)生高熱的核反應(yīng)堆是不夠的，還需要能夠噴出的工作物質(zhì)，于是在火箭的內(nèi)部還保留了一個(gè)儲(chǔ)存罐，這個(gè)儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存的是液態(tài)氫。

因?yàn)楹朔磻?yīng)堆的溫度接近3000攝氏度，所以當(dāng)氫氣被釋放出來(lái)之后，會(huì)迅速被加熱到2500攝氏度左右，受熱的氫氣會(huì)迅速膨脹，于是也就獲得了極高的速度，當(dāng)這些氣體從火箭的尾部噴出之后，便給火箭帶來(lái)了極大的推力，相比傳統(tǒng)的化學(xué)動(dòng)力火箭而言，核動(dòng)力火箭的推力可以達(dá)到前者的2至3倍。

既然核動(dòng)力火箭這么好，為什么研究了60多年還沒(méi)有上線呢？

核動(dòng)力火箭的最大用途就是進(jìn)行載人遠(yuǎn)距離航行，由于強(qiáng)大的推力，它可以將原本的航行時(shí)間大幅縮短。但是就在NASA實(shí)現(xiàn)登月之后，原本載人探索火星的計(jì)劃卻被擱置了，于是為此而研究的核動(dòng)力火箭也就一起停了下來(lái)。現(xiàn)在NASA又一次把載人探索火星提上了日程，核動(dòng)力火箭的研究自然也就隨之重新啟動(dòng)了。

根據(jù)NASA的計(jì)劃，大概在2027年左右，核動(dòng)力火箭的研究就可以完成，人類(lèi)歷史上的第一枚核動(dòng)力火箭將正式問(wèn)世。

不過(guò)這一回的核動(dòng)力火箭與60多年前的研究發(fā)生了一些變化，它不再是單純的核熱推進(jìn)火箭，而是一枚核熱與核電相結(jié)合的火箭，核熱的部分與之前類(lèi)似，而核電的部分則是我們比較熟悉的霍爾推進(jìn)器了。通過(guò)兩種動(dòng)力方式，可以為火箭帶來(lái)更高的比沖，更有利于火箭奔向遙遠(yuǎn)的宇宙深空。