2.4 強行上馬的NERVA核動力火箭
由于在當時的冷戰(zhàn)環(huán)境下，美、蘇在空間領域的競賽開始趨于白熱化，結果像他們的蘇聯(lián)同行一樣，美國人也開始了“大躍進”（美國人相信，蘇聯(lián)方面正在進行類似的核動力空間計劃）。1960年秋，SNPO的工程師們提出利用“流浪狗”計劃所取得的技術成果，制造一個被命名為NERVA的完整核動力火箭推進系統(tǒng)（NERVA即核動力火箭飛行器的縮寫）。其核心是一臺推力達25噸、比沖1000秒的熱能式核動力發(fā)動機。當然，后來使用化學能燃料的土星5，即便是其第3級S-4B也能產生100噸的推力，所以與之相比，NERVA顯然“魄力不足”。然而，考慮到此時并不完整的KIWI-A模擬堆尚且都沒有進行滿功率運行（KIWI-A模擬堆的目標僅僅是2.5噸推力，比沖150秒而已），號稱完全按照可升空全狀態(tài)標準建造的KIWI-B更是還停留在繪圖板上，那么現在一下子推出如此指標的實用型號，是不是“大躍進”也就一目了然了。
盡管嚴重違背了科學研究的一般規(guī)律，不過在那個瘋狂的年代，一切都被認為是理所當然的。1961年4月，條件并不成熟的NERVA核動力火箭強行上馬，核反應堆由西屋電氣公司制造，火箭整體設計及組裝則由通用原子能公司負責（通用原子能公司成立于1955年，從事從核能、磁懸浮、無人機，到電子及激光技術等廣泛領域的研究開發(fā)）。然而，由于技術儲備不足，西屋電氣公司遲遲拿不出能夠達到實用狀態(tài)的核反應堆部分（研制中存在的主要技術問題是輻射防護、排氣污染、核反應堆的控制和高效率換熱器的設計等）。事實上，西屋電氣公司的核反應堆難產是情理之中的事情——這個東西其實就是KIWI-B全狀態(tài)模擬堆的量產型。而此時，KIWI-B的建造進程才剛剛開始。直到1961年12月，使用臺架式壓縮氫氣箱的KIWI-B1A模擬堆才順利起動。雖然在時間上多少有點拖沓，但看起來一直順風順水的KIWI系列，卻在接下來的Kiwi-B1B上栽了大跟頭。1962年9月，使用一體化液氫氣瓶的Kiwi-B1B全狀態(tài)模擬堆在運行過程中，石墨堆芯突然破裂，高達3000℃的放射性碎片隨即由噴嘴噴出，燃起了沖天的火焰。面對如此挫折，忍無可忍的美國空軍只好退而求其次，將實用型的NERVA降低標準，先作為所謂的核動力空間試驗機（RIFT）轉交洛克希德導彈與空間系統(tǒng)分部負責。然而即便如此，霉運還是再次找上門來。由于一直沒能找到KIWI-B1B事故的真正原因，隨后建造的KIWI-B4A只進行了幾處無關痛癢的改進便被匆忙投入了試驗。結果在1962年11月20日，同樣的災難又一次降臨到KIWI-B4A，核反應堆的石墨堆芯裂成碎片從噴嘴排出，臺架試驗現場一片狼藉。在相同的地方跌倒兩次，這種恥辱令美國空軍怒不可遏，下令SNPO在徹底查清KIWI模擬堆所存在的設計缺陷前，有關NERVA的一切全部暫停。不過，美國空軍的震怒的確產生了效果，經過2個月的努力，SNPO的工程師們總算是搞清了緊湊的液氫氣瓶回路在設計上存在缺陷，正是這個缺陷使石墨堆芯溫度不均，當核反應堆以3000℃以上高溫全負荷運行時，便很可能導致堆芯破裂。
1962年9月，正在運行中的KIWI-B1B熱能式核動力空間推進系統(tǒng)全狀態(tài)模擬堆突然發(fā)生堆芯破裂，爆炸起火
顯然，KIWI模擬堆所存在的問題與過于超前的設計指標不無關系，但急功近利的心態(tài)卻是導致整個計劃陷入困境的真正根源。不過，人們也大可不必抓住這一點對SNPO工程師們大加指責，事實上，在當時嚴峻的冷戰(zhàn)壓力下，不單單這個近似于科學幻想的核動力火箭計劃存在著急功近利的問題，幾乎美國全部的空間項目都彌漫著程度不同的浮躁心態(tài)（即便是比核動力火箭計劃在技術難度上要低幾個等級的土星火箭計劃同樣如此）。因此，我們更應該看到的是，盡管挫折不斷，但美國人仍然從KIWI系列模擬堆的試驗中獲得了極有價值的東西。通過幾個KIWI模擬堆的失敗，美國人意識到以核動力推進系統(tǒng)作為火箭的第一級并不明智。原因是作為液氧箱替代品的核反應堆，并不像前者那樣在沖出大氣層的過程中被消耗，從而不斷地降低自身重量。事實上，就火箭在大氣層內的發(fā)射性能而言，最好的化學能火箭所用的低溫氫氧發(fā)動機的比沖量是450秒，雖然理論上由KIWI系列模擬堆實用化來的NERVA比沖量大約是這個數字的兩倍，但考慮到核燃料的能量密度是化學燃料的數百萬倍，NERVA比沖量的數值小得令人吃驚，更重要的是，要達到這個比沖量，核反應堆堆溫必須被提高到3000℃以上。這樣一來必須控制核反應堆功率或者加強材料，這不但造成推進效率進一步降低，而且技術難度也會成幾何級數激增（主要的問題在于核反應堆需要的工作溫度必須小于火箭結構材料的熔點）。
KIWI-B4A核反應堆燃料棒結構示意圖