《航天新聞》2月12日報道,美國國家科學院2月12日發表了由其一下設委員會編寫的一篇研究報告,認定NASA若想在未來20年內把空間核推進技術用于載人探火任務,需要尋求開展一項“有進取心”的研發計劃。由NASA出錢的這項研究稱,核熱推進(NTP)和核電推進(NEP)這兩條技術路線若想用于2039年的一項假想載人探火任務,都有重大障礙需要克服。此類系統有望縮短火星征程的旅行時間。

噴氣推進實驗室行星科學主管、報告編寫委員會共同主席布朗說,空間核推進技術在助力載人火星探測方面展現出“巨大潛力”,“但如果NASA及其伙伴想按所說的時間表完成這項任務,那么技術成熟的步伐需要大大加快”。
在那兩項技術中,報告對核熱推進更為樂觀。核熱推進要由核反應堆對諸如液氫的燃料進行加熱,以產生推力。報告認定,“一項有進取心的計劃可望研制出能執行2039年基線任務的核熱推進系統”。
不過,那項技術除核反應堆本身外,還面臨著其它幾個難題,包括要能把推進劑加熱到所要求的2700開氏度,并要讓系統在1分鐘之內達到工作溫度。其它難點包括缺少核熱推進系統地基測試設施和對于探火這樣的長時間飛行任務來說液氫儲存很困難。
核電推進是要由核反應堆來發電,以供電推力器使用。這項技術要把其電力和熱管理系統規模加大到遠超迄今已驗證過的水平,以期能與兆瓦級反應堆配合使用。不過,報告指出,相關技術2005年以來一直沒什么進展,所做工作僅限于功率較低的系統。報告給出的結論是:“由于過去幾十年里投入少,且斷斷續續,所以就算開展一項有進取心的計劃,能否研制出可執行2039年基線任務的核電推進系統也不好說”。但報告還是建議NASA“振興”核電推進系統技術研發工作。
NASA一直在努力平衡核動力和核推進研發方面的工作重點。除了核熱推進和核電推進,該局還一直在研發可用于月球或火星表面供電的表面裂變動力系統,比如“千瓦動力”(Kilopower),原因是那項技術在“阿蒂米斯”探月計劃上有著較近期的應用。“阿蒂米斯”計劃不需要核推進。
國會核熱推進倡導者在撥款法案所附報告中寫入了相關條文,指示NASA花錢開展那方面工作。去年12月頒布的2021財年撥款法案指示NASA從11億美元的航天技術經費中拿出1.1億美元來開展核熱推進研發工作,其中8000萬美元將用于“設計試驗件,為開展飛行驗證創造條件”。NASA還沒有公布開展核熱推進飛行驗證的規劃。
特朗普政府在當政最后幾周里也把表面核動力的地位抬到了核熱推進和核電推進之上。去年12月16日發布的“第6號航天政策指令”(SPD-6)確立了一項空間核技術發展戰略,涉及動力和推進兩方面。該政策指令要求優先發展表面核動力,而不是核推進,原因是后者不是“阿蒂米斯”計劃所需的。一位政府高級官員當時稱,“那些東西對于奔火很重要”,“但我們首先要做的是奔月,是要充分利用地面能力和技術,以把落腳點放到月球上”。
那項戰略在拜登政府之下還能起多大作用不得而知。拜登政府在航天政策方面尚未采取什么舉措。
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