美國科學家：載人登陸火星，可能要用核動力火箭

【文/觀察者網 陳思佳】今年2月，中國、美國、阿聯酋的火星探測器陸續接近火星，這又引起了一些美國科學家對載人登陸火星的暢想。但這些美國科學家認為，現在的條件不足以支持火星登陸，至少得用上核動力才行。

據美國全國公共廣播電台（NPR）2月24日報道，美國國家科學院核動力研究小組主席、獨立航天顧問羅傑·邁爾斯（Roger Myers）與他的同事近日發表了一份報告，稱核動力火箭很可能是載人登陸火星項目的“核心技術”。

NPR報道截圖

邁爾斯指出，載人登陸火星任務需要考慮到很多因素，尤其需要考慮抵達火星需要的時間、在火星上停留的時間、飛船返回的可靠性等問題。他認為，解決這些問題的關鍵就在於儘可能縮短地火往返時間，“儘可能快地完成飛行任務”，而這需要足夠的燃料支持。

他的研究小組經估算後認為，以現有的條件，即使最簡單的一趟火星登陸之旅，也需要消耗約1000噸推進劑，而這會帶來一大堆麻煩：如此多的推進劑必須得用幾十個火箭來助推，這既昂貴又危險；若要減少返回地球的推進劑消耗，宇航員可能需要在火星待上近500天，等待合適的時機。

因此邁爾斯和他的小組認為，核動力可能是一個更優選擇，它可以用更少的燃料和更短的時間完成火星任務，甚至直接利用核動力發動機的推力藉助引力彈弓效應回到地球，這同時也將把宇航員在火星表面停留的時間縮短至一個月。

基於這些觀點，他向NASA提議加大核動力火箭的研究投入。“如果我們想要在2039年實現載人登陸火星，就必須大幅增加核動力火箭的研究資金。”邁爾斯説。

美科技企業“超安全核能公司”發佈的核動力飛船假想圖

目前，核動力火箭主要有兩種構想：一種是核熱火箭，利用核反應堆的熱量將液氫加熱後噴出，產生強大的氣流；另一種則是核電推進火箭，利用核反應堆的電能驅動另一種電推進器。

不過這兩種構想實現起來還存在很多困難。報道稱，美國國家科學院的研究指出，第一種構想需要開發足夠承受反應堆高温的材料和防止燃料泄露的氫儲存系統，而第二種構想需要解決反應堆的熱量問題，如何設計火箭以合理整合推進器和電力系統也是個難題。

美國關於核動力火箭的構想最早可以追溯到上世紀50年代和60年代。據NPR介紹，當時一個叫做“原子能委員會”機構的科學家提出了一些核動力火箭的構想，並與NASA合作開發原型機。但該項目最後於上世紀70年代初被取消。

上世紀美國的核動力火箭試驗，美國國家檔案館視頻資料截圖

如今核動力火箭的研究又被美國重新提上日程。根據NASA去年12月的公告，現在NASA正在推進對兩種核動力火箭方案的研究，並將與美國能源部和國防部合作開發相關技術。美媒還提到，一些美國科技公司也在積極研究核動力火箭。

儘管核動力火箭研發困難重重，但在航天領域後來居上的中國對這個領域也早已有了規劃。2018年3月，中國航天科技集團第六研究院院長劉志讓在接受中國新聞網採訪時曾説，他們正聯合中國核動力相關研究設計單位，開展空間核動力方案論證和關鍵技術研究工作，後續將形成核熱、核電等多種方案。

劉志讓表示，中國航天人的目標是：2040年前後實現核動力空間穿梭機的重大突破。

儘管載人登陸火星還有很長的路要走，但各國對於火星的探索從未停止。在2020年的火星探測窗口期，中國、美國、阿聯酋先後發射了火星探測器。美國的“毅力號”已於2月19日在火星着陸，並錄下首段來自火星的聲音；“希望號”是阿聯酋首個火星探測器，它於2月9日成功進入環火軌道，併發回了火星照片。

中國首次火星探測任務“天問一號”探測器於2月24日成功實施第三次近火制動，進入近火點280千米、遠火點5.9萬千米、週期兩個火星日的火星停泊軌道。探測器將在停泊軌道上繞行約3個月，環繞器7台載荷將全部開機開始科學探測。探測器設備將對預選着陸區地形地貌、沙塵天氣等進行詳查，為擇機着陸火星做好準備。

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