2.1 背景

如果在宇航推進系統中要利用核動力，有3種方式可供選擇：（1）利用小當量核彈爆炸；（2）直接利用來自核反應堆的高能粒子；（3）利用核反應堆的熱能。其中，任何在大氣層內釋放放射性物質的行為顯然都是錯誤的。所以由于顯而易見的原因，過于暴虐的“獵戶座”計劃壓根就沒敢在公眾面前曝光。既然“獵戶座”這種直接向身后扔原子彈的路子明顯不通，那么其他方案又當如何呢？從原理上講，核動力高能粒子發動機所能達到的性能也許與“獵戶座”不相上下。核反應的時候能夠產生許多高能粒子，這些高能粒子不但移動速度非常快，而且是離子態的，從而可以使用磁場來控制它們的噴射方向。因此利用這種方式，可以達到極高的比沖量。很顯然，這樣的發動機能夠提供高推力，使飛船或者探測器完成行星際任務，甚至進行恒星際飛行。不過，這種發動機明顯超出了人類幾十年之內的技術發展水平，要將其實用化更是遙遙無期的事情，只能是一個美好的憧憬。

熱能式核動力空間推進系統環路示意圖

結果從最現實的角度考慮，利用核反應堆熱能加熱工質的推進系統應該是技術上最可行的方式。雖然與化學能推進系統相比，這種核動力火箭從本質上并沒有在原理上突破，在比沖上也遠遠達不到前面的兩種核能發動機的水平，仍然是通過核反應堆中核子的裂變或者聚變產生的大量熱能加熱推進工質，被加熱的工質經噴管膨脹加速后，以6500～11000米/秒的速度從噴口排出而產生推力。但這種熱能式核動力推進系統，在大氣層內幾乎不存在放射性污染問題（只作為化學能火箭的上面級使用），而且能以同級別氫氧發動機2倍的比沖持續工作幾十年，所以仍然非常適用于行星際航天器。然而，盡管門檻已經放得很低了，原理聽起來也非常簡單，但是在工程上卻有許多難題需要解決。憑人類的技術水平，這樣的熱能式核動力空間推進系統能造出來嗎？