2.6 只是美好的憧憬？

NERVA熱能式核動力空間推進系統核反應堆/尾噴口結構細部分解

NERVA熱能式核動力空間推進系統環路結構細部分解

完整的NERVA熱能式核動力空間推進系統全貌

另一種NERVA熱能式核動力空間推進系統方案（16個獨立液氫壓力艙捆綁環繞式結構）

既然NERVA這樣的熱能式核動力空間推進系統已經達到了實用化程度，那么接下來的火星之旅究竟會是怎樣一個過程？其實馮·布勞恩麾下的美國工程師們在1970年留下了一個詳盡而周密的完整方案，其可行性之高、構思之巧妙令人咂舌。首先與“阿波羅”計劃不同的是，出于安全方面的考慮，為避免“將雞蛋全部裝在一個籃子里”，設想中由12名宇航員組成的火星遠征隊，將分別搭乘兩艘擁有各自獨立能源及保障系統的阿波羅改進型飛船升空。不過，如果要正式踏上為期30個月的漫長征途，僅僅兩次發射是不夠的，只有巨大的NERVA-2核動力發動機也被送入軌道，火星之旅才能成行。于是，隨著發射重量超過750噸的龐然大物在一片壯觀的煙塵中徐徐升空，使用化學能推進劑的兩個下面級在發射過程中被陸續拋棄，頭頂著巨型液氫貯藏罐的NERVA-2核動力發動機將在地球近地軌道，與兩艘先期升空的飛船跳一場視覺上驚心動魄的貼面舞。當這場過程復雜，共需16個步驟才能完成的舞會結束時，人們會發現一列總重量近150噸，長度超過55米的超級宇宙列車赫然出現在人們眼前——車頭是兩艘串聯為一體的載人飛船（包括指令艙、服務艙、登陸艙在內，其中指令艙和服務艙主要攜帶從地球到火星往返生活所必需的設備給養），為核發動機提供工作介質的巨型液氫貯藏罐作為中間段，車尾則是包括核反應堆及尾噴管在內的NERVA-2核動力發動機本體（但兩艘飛船也可能采用與NERVA-2捆綁在一起的并聯式）。

隨著核反應堆的起動，人類超級宇宙列車對戰神馬爾斯的征服開始了……經過300天的遠航，進入火星引力范圍內的宇宙列車開始解體。NERVA-2會停留在同步軌道待機，而由兩艘飛船構成的結合體，則在自身攜帶的化學能發動機推動下向近距環繞軌道實施變軌。此時，真正的火星任務拉開了序幕。宇航員們首先會花13天左右的時間對火星表面進行觀測，并在這一過程中會不時釋放探測器，對幾個選定的擬登陸地點進行實地考察。通過對探測器的上傳數據進行詳細分析，一旦最后的登陸地點敲定，那么下面的一幕將是似曾相識的：12名宇航員中除4名留在兩個指令/服務艙中進行通信指揮外，其余的8人將作為登陸組，分乘兩艘登陸艙與指令/服務艙分離，降落在火星表面。登陸艙本身又分為兩部分，包括降落部分和起飛部分，前者用于在登陸火星時降落，后者在任務完成后起飛與指令/服務艙會合并返回地球。不過，由于登陸艙的載荷能力有限，因此登陸組在火星表面的活動時間極限只有30天。考察任務完成后，登陸艙重新起飛，與指令/服務艙在火星軌道集合，人員進入指令艙后兩艘飛船將在火星近距軌道對接組合，再經機動變軌，與留在靜止軌道的NERVA-2實施又一次對接，重新組合的核動力宇宙列車開始踏上回家的歸途。需要說明的是，如果可以巧妙地利用火星與金星的引力牽引進行加速（也就是說從火星引力圈被“甩”出來后，先繞行太陽，再進入金星引力圈進行彈射），宇航員們的返航時間將被大大縮短到80天。當然，相對于宇航員們歸心似箭的心情來說，這個時間還是長了點。但不管怎么說，在離家640天之后，回到地球近地軌道的“宇宙列車”只要再與前來迎接的航天飛機進行最后一次對接，已經疲勞不堪的宇航員們便能舒適地搭乘航天飛機返回大氣層，有價值的任務載荷則由兩艘飛船的返回艙帶回地面（飛船的其余部分將被拋棄，進入大氣層后燒毀），一切似乎都有了歸宿。但一些人卻不禁要問，勞苦功高的NERVA呢？總不能扔進大氣層燒毀了吧？事實上，在馮·布勞恩的設想中，對于這個龐然大物的最后安排令人拍案叫絕：由于核反應堆的工作壽命長達幾年，因此NERVA-2核動力發動機本體將會繼續留軌，用于下次任務。

一種在軌對NERVA推進系統進行液氫加注的方案設想

在近地軌道才開始起動的NERVA熱能式核動力推進系統

由于NERVA的切實存在，使馮·布勞恩為我們描繪的這幅星際航行藍圖變得清晰無比。同時“阿波羅”計劃的成功，也讓人們確信，這個看似龐大的火星計劃其實并沒有超出人類現有的技術能力范疇。所以這一壯舉似乎可以像“阿波羅”計劃一樣令人信服地完成，當然耗費的資金可能也同樣是一個巨額數字。然而，預定于1981年11月12日升空，1983年8月14日返航的這次史詩性星際遠征，我們在今天的中學歷史課本上卻沒能找到哪怕一絲痕跡。在這些本已干巴巴的教科書里，關于人類空間拓殖史的最高成就，仍然只有那孤零零但卻耳熟能詳的一句：“個人的一小步，人類的一大步”。那究竟是什么，使馮·布勞恩的設想至今仍然停留在紙面上呢？原因說起來既簡單，又復雜。從技術方面來講，雖然NERVA已經的確達到實用階段，土星C-5運載火箭的推力也完全能夠將火星計劃所需的一切送出大氣層，然而過于煩瑣的對接環節顯然是整個計劃可靠性的一個致命傷。當年很多專家便因此提出了大量的質疑（從系統論的角度來看，環節越多，可靠性越低）。另一方面，盡管采用了核動力推進系統，但長達600多天的行星際航行對人類的身體來講仍然是個不小的挑戰，隨著機器人技術的發展，又已經能夠以更小的代價去實現同樣的目的；其次，當時美國已經深陷越南戰場的泥潭無力自拔，美國綜合國力已經是勉為其難地在支撐危局了，同時“阿波羅”計劃的實際收益并不理想，更何況在冷戰高峰，美國反核浪潮高漲，也讓航空航天局不敢輕舉妄動。最重要的是，由于蘇聯在登月計劃上的一系列失誤，極大地減輕了美國在空間競賽上的壓力（如果蘇聯人在美國人之前登月成功，那這個故事的結局將完全不一樣）。這一切造成在“阿波羅”計劃后美國政府無力也無意，再耗費巨資將這個規模至少還要擴大10倍的空間計劃由紙面變為現實。就這樣，1973年，NERVA熱能式核動力推進系統項目宣布凍結，人類在火星上“更大的一步”終究沒能邁出。

NERVA-2“宇宙列車”的載人火星之旅