今年2月，中國、美國、阿聯(lián)酋的火星探測(cè)器陸續(xù)接近火星，這又引起了一些美國科學(xué)家對(duì)載人登陸火星的暢想。但這些美國科學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)在的條件不足以支持火星登陸，至少得用上核動(dòng)力才行。
據(jù)美國全國公共廣播電臺(tái)（NPR）2月24日?qǐng)?bào)道，美國國家科學(xué)院核動(dòng)力研究小組主席、獨(dú)立航天顧問羅杰·邁爾斯（Roger Myers）與他的同事近日發(fā)表了一份報(bào)告，稱核動(dòng)力火箭很可能是載人登陸火星項(xiàng)目的“核心技術(shù)”。
NPR報(bào)道截圖
邁爾斯指出，載人登陸火星任務(wù)需要考慮到很多因素，尤其需要考慮抵達(dá)火星需要的時(shí)間、在火星上停留的時(shí)間、飛船返回的可靠性等問題。他認(rèn)為，解決這些問題的關(guān)鍵就在于盡可能縮短地火往返時(shí)間，“盡可能快地完成飛行任務(wù)”，而這需要足夠的燃料支持。
他的研究小組經(jīng)估算后認(rèn)為，以現(xiàn)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(jìn)劑，而這會(huì)帶來一大堆麻煩：如此多的推進(jìn)劑必須得用幾十個(gè)火箭來助推，這既昂貴又危險(xiǎn)；若要減少返回地球的推進(jìn)劑消耗，宇航員可能需要在火星待上近500天，等待合適的時(shí)機(jī)。
因此邁爾斯和他的小組認(rèn)為，核動(dòng)力可能是一個(gè)更優(yōu)選擇，它可以用更少的燃料和更短的時(shí)間完成火星任務(wù)，甚至直接利用核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的推力借助引力彈弓效應(yīng)回到地球，這同時(shí)也將把宇航員在火星表面停留的時(shí)間縮短至一個(gè)月。
基于這些觀點(diǎn)，他向NASA提議加大核動(dòng)力火箭的研究投入�！叭绻覀兿胍�2039年實(shí)現(xiàn)載人登陸火星，就必須大幅增加核動(dòng)力火箭的研究資金。”邁爾斯說。
美科技企業(yè)“超安全核能公司”發(fā)布的核動(dòng)力飛船假想圖
目前，核動(dòng)力火箭主要有兩種構(gòu)想：一種是核熱火箭，利用核反應(yīng)堆的熱量將液氫加熱后噴出，產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流；另一種則是核電推進(jìn)火箭，利用核反應(yīng)堆的電能驅(qū)動(dòng)另一種電推進(jìn)器。
不過這兩種構(gòu)想實(shí)現(xiàn)起來還存在很多困難。報(bào)道稱，美國國家科學(xué)院的研究指出，第一種構(gòu)想需要開發(fā)足夠承受反應(yīng)堆高溫的材料和防止燃料泄露的氫儲(chǔ)存系統(tǒng)，而第二種構(gòu)想需要解決反應(yīng)堆的熱量問題，如何設(shè)計(jì)火箭以合理整合推進(jìn)器和電力系統(tǒng)也是個(gè)難題。
美國關(guān)于核動(dòng)力火箭的構(gòu)想最早可以追溯到上世紀(jì)50年代和60年代。據(jù)NPR介紹，當(dāng)時(shí)一個(gè)叫做“原子能委員會(huì)”機(jī)構(gòu)的科學(xué)家提出了一些核動(dòng)力火箭的構(gòu)想，并與NASA合作開發(fā)原型機(jī)。但該項(xiàng)目最后于上世紀(jì)70年代初被取消。
上世紀(jì)美國的核動(dòng)力火箭試驗(yàn)，美國國家檔案館視頻資料截圖
如今核動(dòng)力火箭的研究又被美國重新提上日程。根據(jù)NASA去年12月的公告，現(xiàn)在NASA正在推進(jìn)對(duì)兩種核動(dòng)力火箭方案的研究，并將與美國能源部和國防部合作開發(fā)相關(guān)技術(shù)。美媒還提到，一些美國科技公司也在積極研究核動(dòng)力火箭。
盡管核動(dòng)力火箭研發(fā)困難重重，但在航天領(lǐng)域后來居上的中國對(duì)這個(gè)領(lǐng)域也早已有了規(guī)劃。2018年3月，中國航天科技集團(tuán)第六研究院院長劉志讓在接受中國新聞網(wǎng)采訪時(shí)曾說，他們正聯(lián)合相關(guān)研究設(shè)計(jì)單位，開展空間核動(dòng)力方案論證和關(guān)鍵技術(shù)研究工作，后續(xù)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(biāo)是：2040年前后實(shí)現(xiàn)核動(dòng)力空間穿梭機(jī)的重大突破。
盡管載人登陸火星還有很長的路要走，但各國對(duì)于火星的探索從未停止。在2020年的火星探測(cè)窗口期，中國、美國、阿聯(lián)酋先后發(fā)射了火星探測(cè)器。美國的“毅力號(hào)”已于2月19日在火星著陸，并錄下首段來自火星的聲音；“希望號(hào)”是阿聯(lián)酋首個(gè)火星探測(cè)器，它于2月9日成功進(jìn)入環(huán)火軌道，并發(fā)回了火星照片。
中國首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器于2月24日成功實(shí)施第三次近火制動(dòng)，進(jìn)入近火點(diǎn)280千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)5.9萬千米、周期兩個(gè)火星日的火星停泊軌道。探測(cè)器將在停泊軌道上繞行約3個(gè)月，環(huán)繞器7臺(tái)載荷將全部開機(jī)開始科學(xué)探測(cè)。探測(cè)器設(shè)備將對(duì)預(yù)選著陸區(qū)地形地貌、沙塵天氣等進(jìn)行詳查，為擇機(jī)著陸火星做好準(zhǔn)備。
