2.2 核能宇航推進系統——旁門左道的冷門

雖然“核動力發動機”的概念在20世紀的科幻小說中都已經是陳詞濫調了，但直至人類爆炸第一個核裝置之前，美國人關于將核能應用于航天推進系統的正式研究卻才剛剛開始（美國在1930年之前沒有什么科學家愿意從事火箭的研究，他們把火箭跟星際旅行連在一起，看成是科幻式的旁門左道）。1944年1月，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家斯坦尼斯·烏拉姆（波蘭裔美籍數學家，曼哈頓工程的參與者，應用數學領域Monte Carlo方法的創始人）與弗雷德里克·J.霍夫曼開始對利用核能進行宇宙航行的可行性問題進行探討（洛斯阿拉莫斯國家實驗室是屬于美國能源部的國家實驗室，由加利福尼亞大學運作，位于新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯。它是美國設計核武器的兩個機構之一，另一個是勞倫斯利弗莫爾國家實驗室）。2年之后，作為曼哈頓工程的一項附屬產物，斯坦尼斯·烏拉姆與弗雷德里克·J.霍夫曼的討論終于有了初步結果。1946年6月，作為日后一系列相關研究的真正開端，在二戰中迅速成長起來的北美與道格拉斯公司，基于斯坦尼斯·烏拉姆與弗雷德里克·J.霍夫曼的研究成果，分別向美國空軍提交了一份關于核能宇航推進系統的秘密報告。盡管在內容細節上不盡相同，但兩份報告的結論卻是殊途同歸，一致認為——“基于熱能轉換原理的核推進系統，將是可行性最高的方案”。1947年2月，約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的研究者們在一篇合著論文中重申了這一觀點。而到了1948-1949年間，就依靠核反應堆熱能進行宇宙航行的問題，英國星際學會出版了一系列影響力深遠的著作。不過在英國人之前，時任美國陸軍噴氣推進實驗室（JPL）主任的著名火箭專家錢學森教授（后來中國兩彈一星計劃的主要負責人），卻已經提出了關于熱能核動力火箭的一個詳細方案，英國人的風頭被搶去了大半……一時間，此起彼伏的種種方案設想令人眼花繚亂。但不管怎么樣，這些本屬于學術界內部的波瀾，卻使關于核動力火箭的話題在20世紀40年代末又成了人們熱議的焦點（顯然只有較“溫合”的熱能式核動力火箭才能被公眾接受）。

美國第一代洲際彈道導彈的代表作之一——采用液體燃料化學能推進系統的大力神I洲際導彈

從理論上講，核能推進系統可以應用于計劃中的洲際導彈系統，將核彈頭送往地球上的任何一個角落。也正因為如此，美國空軍的興趣異乎尋常地高漲起來。不過，不管這些報告充滿了怎樣一種熱情洋溢的樂觀精神，熱能式核推進系統的應用前景又是如何令人心潮澎湃，如果要將其由紙面的美妙設想變為活生生的現實，一個技術難題層層相扣的龐大系統工程卻是必然要面對的。曼哈頓工程與之相比也不過是小巫見大巫罷了。不久，來自美國空軍內部的一份報告給這股日漸高漲的核火箭熱潮降了溫。這份措辭嚴謹的報告指出，如果要將核反應堆作為工質型推進系統的一部分應用于洲際導彈，那么這個核反應堆需要持續而穩定地運行在3200℃左右的高溫上，但在現有的技術條件下，卻很難找到合適的耐高溫材料去制造這種核推進系統（或者說這種導彈的造價將昂貴得無法接受）。作為官方的結論性論斷，美國空軍的這份報告分量不言而喻，再加上其他一些瓶頸性技術問題的客觀存在，因此到了50年代初期，公眾對核動力火箭的興趣已經迅速消退，并將注意力轉移到了更為可行的核動力飛機上。然而，與民間態度的忽起忽落形成鮮明對照的是，盡管遠比公眾更為清楚其中的艱辛（無論是在理論的完善程度上，還是在工程的技術實現上，要真正建造出實用的核動力空間推進系統，究竟有哪些棘手問題正在等待著突破），一些信念堅定的技術崇拜者還是義無反顧地踏上了征程。