戍天九思：美国紧追俄罗斯“海燕”，研发核动力地月火箭！

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　　9月30日，科技媒体《太空》报道了美国国防部高级研究计划局最新资助的“天龙星座”计划，该计划旨在研发一款核动力地月任务火箭，可在一周内让载人飞船往返月球。笔者认为，继俄罗斯研制“海燕”核动力巡航导弹之后，美国也在加速追赶，加紧研发核动力火箭，俄美正式展开了核动力太空火箭竞赛！

　　俄罗斯“海燕”核动力巡航导弹好似当年苏联放卫星

　　2018年3月，俄罗斯总统普京在发布国情咨文时首次披露了俄罗斯最新研制的“海燕”核动力巡航导弹。随后，俄国防部公布了“海燕”核动力巡航导弹的试验视频和生产车间照片。

　　▲俄军公布的“海燕”核动力巡航导弹生产车间

　　“海燕”核动力巡航导弹研制成功，说明俄罗斯核动力导弹具有无限巡航能力，可使西方传统防空反导系统形同虚设；也说明俄罗斯在全球首次突破了核动力火箭的技术门槛，正式开启太空核动力新时代。因此，此举无异于苏联1957年发射世界上第一颗人造地球卫星，在西方国家再次引发“卫星地震”，美国更是加紧研发核动力火箭。

　　事实上，美国和苏联在上世纪六七十年代都研制过核动力运载火箭，美国的核动力火箭发动机还获得了相当不错的实验成果。后来，之所以半途而废，既有研发费用过高的原因，也有安全性的原因。美国还于1970年出台了严格的政府审查太空核动力项目的法规。

　　现在，美国为了追赶俄罗斯核动力火箭，2019年8月美国政府发布了总统备忘录，大大简化了核动力太空项目的审批程序，为重启核动力火箭研究大开绿灯，于是才有“天龙星座”计划。

　　为什么有了传统运载火箭还要研发核动力运载火箭？

　　传统火箭靠的是大量的燃料燃烧产生能量，向后高速喷射物质来推动自身前进的。要想让火箭的飞行速度加快，最直接的方法就是给火箭加注更多的燃料，让火箭获得更长的加速时间。这就是研发重型运载火箭的思路。但是，火箭燃料越多，火箭自身重量也就越大，推动自身起飞就越困难。比如，“阿波罗”登月计划中用到的土星5号重型火箭，起飞重量3000吨，其中超过90%的重量都是火箭燃料。可见，要想研发更大推力的火箭，不仅技术难度大，而且成本也很高。

　　于是，人们想到了加快火箭发动机向后喷射物质速度的办法。但是，这个办法在传统化学燃料火箭上很快遇到了瓶颈。无论火箭发动机怎么优化，只要是利用传统化学燃烧，其喷射速度就有一个上限——本质上受限于化学燃烧的能量密度。于是，科学家们就找到了比化学燃烧能量密度更高的核反应。

　　具体地说，是利用铀元素的裂变反应产生的巨大热量，加速喷射氢气来让火箭获得推力。理论上讲，铀元素裂变过程的能量密度大概是传统化学燃料的400万倍。美国在上世纪六七十年代研发的核动力火箭发动机喷流速度就达到了传统化学燃料的2—3倍。而且，核动力运载火箭只需要携带几十公斤的核燃料。

　　目前，一般核动力推进装置都比较大，只能安装在核动力航母、核潜艇等大型装备上。因此，研发核动力运载火箭的关键在于既能小型化，又能保证安全。

　　美国“天龙星座”核动力地月任务火箭

　　据报道，“天龙星座”研究计划将由美国狮鹰科技军工企业承担，美国国防部高级研究计划局将投入1400万美元研究经费。

　　根据美国国家航天局的估计，核动力运载火箭可以把地月飞行以及地球到火星飞行的时间，分别压缩到3、4天和3、4个月，这比传统的化学火箭要快了一倍。

　　如果3个月就能从地球到达火星，其实就跟15世纪的哥伦布从欧洲到达美洲的时间差不多。那么，今天人类登陆火星，就像当年哥伦布登陆美洲发现新大陆一样，会给人类带来更多的发现和惊奇，必将开启一个“新的大航海时代”！

　　目前，“天龙星座”计划还仅仅是一个早期技术验证，美国虽然有良好的技术基础，但是，距离最终走向实用化，可能至少得需要5—10年甚至更长。

　　正如吴军老师所讲，当我们能用新的或者更高效的方式使用能量和信息的时候，带来的结果也许不仅仅是科技进步，还可能开启一个更先进的文明。