2.1 背景

如果在宇航推進(jìn)系統(tǒng)中要利用核動力，有3種方式可供選擇：（1）利用小當(dāng)量核彈爆炸；（2）直接利用來自核反應(yīng)堆的高能粒子；（3）利用核反應(yīng)堆的熱能。其中，任何在大氣層內(nèi)釋放放射性物質(zhì)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(dāng)如何呢？從原理上講，核動力高能粒子發(fā)動機所能達(dá)到的性能也許與“獵戶座”不相上下。核反應(yīng)的時候能夠產(chǎn)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(tài)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(dá)到極高的比沖量。很顯然，這樣的發(fā)動機能夠提供高推力，使飛船或者探測器完成行星際任務(wù)，甚至進(jìn)行恒星際飛行。不過，這種發(fā)動機明顯超出了人類幾十年之內(nèi)的技術(shù)發(fā)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(jìn)系統(tǒng)環(huán)路示意圖

結(jié)果從最現(xiàn)實的角度考慮，利用核反應(yīng)堆熱能加熱工質(zhì)的推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)該是技術(shù)上最可行的方式。雖然與化學(xué)能推進(jìn)系統(tǒng)相比，這種核動力火箭從本質(zhì)上并沒有在原理上突破，在比沖上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到前面的兩種核能發(fā)動機的水平，仍然是通過核反應(yīng)堆中核子的裂變或者聚變產(chǎn)生的大量熱能加熱推進(jìn)工質(zhì)，被加熱的工質(zhì)經(jīng)噴管膨脹加速后，以6500～11000米/秒的速度從噴口排出而產(chǎn)生推力。但這種熱能式核動力推進(jìn)系統(tǒng)，在大氣層內(nèi)幾乎不存在放射性污染問題（只作為化學(xué)能火箭的上面級使用），而且能以同級別氫氧發(fā)動機2倍的比沖持續(xù)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(jīng)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(shù)水平，這樣的熱能式核動力空間推進(jìn)系統(tǒng)能造出來嗎？