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來源：互聯網

核動力飛船是以核能為動力的飛船。目前化學燃料的火箭推力太小并且持續力太低，而安裝了核動力的飛船和探測器，由于推力強大，不必利用行星引力，更不必擔心航線的限制。核動力火箭無論是在動力上還是續航力上都有傳統火箭無可比擬的優勢，是未來航天業的必然趨勢。

20世紀50年代初，核動力航天器誕生于美國。美國的核動力航天器以同位素航天器為主，應用于導航、通信、氣象等領域。蘇聯則以核反應堆航天器為主，大都應用于軍事海洋監視。1958年，美國核科學家泰勒提出了獵戶座計劃。1978年，核動力的蘇聯海洋偵察衛星“宇宙-954”墜毀于加拿大西北部，造成近10萬平方公里的放射性污染。迫于太空無核化的壓力，蘇美兩國分別于1988年、1994年終止了核動力航天器的研究和發射。進入21世紀，受載人星際航行需求的牽引，美俄重啟了兆瓦級以上的核動力航天器研發計劃。2003年初，美國航空航天局開始研制不載人的核動力火星飛船。2009年10月，俄羅斯計劃制造核動力宇宙飛船。2014年8月，歐盟完成了核動力航天器推進系統的技術開發路線圖。中國也在積極研制空間核反應堆技術，2018年，中國國防科工局向媒體公布了“十三五”時期中核集團的未來發展藍圖。

核動力飛船的核動力利用方式有熱核火箭、核脈沖推進、核電推進三種。太空飛船應用核動力仍存在安全隱患，核輻射對宇航員造成威脅的問題亟待解決。核裂變動力飛船可以將宇航員以更快的速度送往火星以及火星之外更遙遠的宇宙空間，任務時間和費用降低，行星際探索會大規模展開。

科研背景

截至2021年，化學推進是航天的主流動力形式，但化學火箭的效率以及能量密度都不高。作為載人飛船的主要動力，核裂變動力飛船可以將宇航員以更快的速度送往火星以及火星之外更遙遠的宇宙空間，任務時間和費用降低。

核動力系統是星際航行領域最具前景的太空動力來源。第一，使用化學燃料的航天器推力難以持久，每次發射必須尋找合適的發射窗口，以便利用行星的引力來加速。核動力航天器的推進系統相較于傳統化學燃料航天器，負荷的承載量大，進入行星軌道并返回地面的方式靈活。第二，傳統太陽能電池板不能滿足載人星際航行的能量需求，必須依賴于核電系統的有效穩定供給。第三，核動力航天器結合了空間技術和核技術的特長，受到航天大國的關注。

發展沿革

20世紀50年代初，核動力航天器誕生于美國。美國的核動力航天器以同位素航天器為主，應用于導航、通信、氣象等領域。中國火箭專家錢學森在美國期間也曾參與過這項研究。美國的成就是推力較小的核能離子火箭，這種火箭適用于行星探測器，但不適用于載人航天。蘇聯則以核反應堆航天器為主，大都應用于軍事海洋監視。

1958年，美國核科學家泰勒提出了“獵戶座計劃”。根據計劃，獵戶座火箭將從美國內華達州杰克斯平地核試驗場發射升空，整個火箭和飛船加在一起有16層樓高，飛船尾部的推進盤直徑41米，發射平臺由8座高達76米的發射塔組成。在起飛階段，以每秒一枚的速率引爆100噸三硝基甲苯當量的小型原子彈；當火箭被發射升空后，它的尾部每10秒鐘就要引爆一顆相當于2萬噸TNT當量的小型原子彈。獵戶座計劃釋放的核輻射塵會污染地球環境，這是獵戶座計劃最終沒能實現的原因之一。

1978年，核動力的蘇聯海洋偵察衛星“宇宙-954”墜毀于加拿大西北部，造成近10萬平方公里的放射性污染。迫于太空無核化的壓力，蘇美兩國分別于1988年、1994年終止了核動力航天器的研究和發射。

進入21世紀，受載人星際航行需求的牽引，美俄重啟了兆瓦級以上的核動力航天器研發計劃。2001年以來，俄羅斯航天署制定了以月球基地和載人火星探測為代表的、以空間核動力技術支持的遠景發展計劃。

2003年初，美國航空航天局開始研制不載人的核動力火星飛船。它采用固體堆芯式核裂變火箭發動機，發射時先用化學燃料火箭將它送入800千米以上的繞地軌道，然后核火箭才開始工作，推動飛船沖出地球引力范圍，最終抵達火星。2004年1月，小布什發布太空探索愿景，提出了重返月球和載人登陸火星等太空探索的任務。

2009年10月，俄羅斯航天部門負責人稱，俄羅斯打算制造核動力宇宙飛船，配置的核反應堆功率將達兆瓦級。核動力飛船的初步設計可能于2012年前完成，建造過程預計9年，花費170億俄羅斯盧布（約合6億美元）。

2014年8月，歐盟完成了核動力航天器推進系統的技術開發路線圖。中國也在積極研制空間核反應堆技術，計劃2015年完成地面試驗，2020 年定型，2025 年發射“百千瓦級核反應堆試驗星”，進行在軌演示驗證，掌握超大功率空間核反應堆電源技術。2018年，中國國防科工局向媒體公布了“十三五”時期中核集團的未來發展藍圖，中國將加快在空間核動力技術領域的研發和應用。

2018年，美國宣布會在2021年將科研重心轉移到核動力發動機的研發之上。2020年2月，美國國防高級研究計劃局（DARPA）在2021財年的預算中提出了一個被稱為敏捷月球操作演示驗證（DRACO）的計劃，此前這個項目叫做“火箭核反應堆（ROAR）”，這標志著美國準備重啟核動力火箭的研究計劃。

中國也有類似的核能火箭項目，但據估計，真正意義上的核能飛船至少要到21世紀50年代才可能研制成功，這還需要實現對核聚變的完全控制。目前，化學火箭仍然占據主導地位，盡管它們有許多缺點，但由于其巨大的推力，化學火箭將在很長一段時間內繼續統治全球航天領域。

核動力利用方式

熱核火箭

安裝在航天器上的核反應堆可以使用由裂變釋放出的能量來加熱一股氫氣流，然后將它從火箭噴嘴噴出，它的速度會遠高于單純燃燒氫與氧，這種設計被稱為熱核火箭，理論上其效率至少是常規化學火箭的2倍。 1966年，美國洛斯阿拉莫斯實驗室曾制造了一個實驗性的發動機，作為1978年美國航宇局載人火星任務的一部分。1972 年，由于預算原因，該項目被取消，但這個發動機的原型機被認為取得了圓滿成功。它在地面上進行了成功的測試，以滿負荷運行了28分鐘。

核脈沖推進

還有一個更為高效的核推進方式，直接利用核爆炸 , 被稱為核脈沖推進。它會在飛船的后方引爆一系列小型的核彈，這些爆炸會推動一塊重型的鋼板，它連接著阻尼活塞，以此來把爆炸沖擊減緩成連續的加速。1958年，美國的獵戶座計劃就是利用核爆炸作為推進方式。

核電推進

美國航宇局的曙光探測器和日本的隼鳥2號都已經證明，電推進系統能以低廉的成本獲得極高的效率。但如果離子引擎由核反應堆而非太陽能電池板供電的話，其可用的推力會急劇增加。俄羅斯的克爾德什研究中心研發的一個由一兆瓦核反應堆所驅動的核電推進系統，它的功率是使用太陽能電池板的曙光探測器的750倍以上，可以用作核動力太空拖船，把衛星送入更高的軌道，或者是清除太空垃圾。

目的

核動力飛船計劃的最終目的是進行大規模的太空探索計劃，這包括對太陽系的全面勘探，長期載人任務，以及對近地外行星和小行星的詳細研究。利用核能推進技術，飛船能夠獲得更長的飛行時間和更大的推力，這使得它們能夠抵達遙遠的太空目的地，為人類提供前所未有的探索機會。

核動力航天器自誕生之日就注入了軍事基因。冷戰時期典型的核動力航天器，美國的“子午儀”和SNAPSHOT，蘇聯的“獵戶座”和RORSAT，都應用于軍事領域。隨著各大國競相搶占太空制高點，太空軍事化難以逆轉。無論是充當“航天母艦”角色的空間站，還是穿梭于星際之間的航天飛機和宇宙飛船，核動力航天器使得在太空實施偵察監視、指揮控制、攔截摧毀、支援保障等一系列作戰活動成為可能。研發具備兆瓦級功率水平的核動力航天器，將是體現國家科技實力的深空探測和更具戰略威懾的空間武器的有力支撐。