美國宇航局將開發用於快速飛往火星的核發動機。核動力火箭將比當今使用的化學動力火箭更強大，效率提高一倍。讓我們更詳細地談談發展，它的發展速度有多快以及為什麼它是危險的。

什麼是核火箭發動機？

核火箭發動機 (NRM) 是一種使用核能量的火箭發動機 原子分裂或原子核融合產生噴射推力。

傳統NRE整體上是由以核反應堆為熱源的加熱室、工質供應系統和噴嘴構成。工作流體（通常是氫氣）從儲罐供應到反應堆堆芯，在那裡，透過反應加熱核裂變通道，加熱到高溫，然後透過噴嘴噴出，產生噴射推力。

NRE有多種設計：固態、液態和氣態——對應反應堆堆芯中核燃料的聚集狀態——固體、熔融或高溫氣體（甚至 等離子）。

固態核火箭發動機

在固態 NRE (TfNRD) 中，與傳統核反應堆一樣，裂變物質被放置在具有發達表面的複雜形狀的元件棒（燃料棒）中，這使得有效加熱氣態工作流體（通常是氫氣）成為可能，較少使用氨），它也是冷卻結構元件和元件本身的冷卻劑。

加熱溫度受結構元件的熔化溫度限制（不超過3000 K）。 根據現代估計，固相 NRE的比衝為850-900 秒，是最先進化學火箭發動機效能的兩倍多。

20 世紀 TfNRD 技術的地面演示器被建立並在展臺上成功測試（計劃 NERVA在美國，RD-0410在蘇聯）。

氣態核火箭發動機

氣態核噴氣發動機 (GNRD) 是一種概念型別的噴氣發動機，其中由於從核反應堆中釋放冷卻劑（工作流體）而產生反作用力，其中的燃料為氣態或等離子體的形式。據信，在這種發動機中，比衝將為 30-50,000 m/s。

從燃料到冷卻劑的熱傳遞主要是透過輻射實現的，主要是在光譜的紫外線區域（燃料溫度約為 25,000°C）。

核脈衝引擎

起飛階段功率約為千噸的原子撞擊必須以每秒一次的速度爆炸形成衝擊波，產生一個膨脹的等離子體雲，必須被推進器接收，推進器是一個強大的金屬圓盤，具有熱保護塗層，然後被反射，產生噴氣推力。

推板接收到的衝力必須透過結構元件傳遞給船舶。然後，隨著高度和速度的增加，爆炸的頻率可以降低。起飛時，火箭必須嚴格垂直飛行，以儘量減少大氣中放射性汙染的面積。

在美國，1958 年至 1965 年間，作為受美國空軍委託的通用原子公司的獵戶座計劃的一部分，使用脈衝核火箭發動機進行了太空開發。

根據獵戶座專案，不僅進行了計算，還進行了全面測試。脈衝驅動飛機模型的飛行測試（爆炸使用常規化學炸藥）。

核發動機危險嗎？

主要缺點是推進系統的高輻射危害：

• 核反應過程中的穿透輻射流（伽馬輻射、中子）；
• 高放射性鈾化合物及其合金的攜帶；
• 放射性氣體與工作流體的流出。

在民用領域利用俄羅斯科學家的發現與核電站的安全密切相關。有必要確保其排氣的安全。

小型核發動機的防護不如大型核發動機，因此中子會穿透“燃燒室”，從而使周圍的一切都有一定的放射性。

氮和氧具有半衰期短的放射性同位素，並不危險。放射性碳是一種長壽命的東西。但也有好訊息。

放射性碳是由宇宙射線在高層大氣中產生的。但最重要的是，乾燥空氣中二氧化碳的濃度僅為0.02÷0.04%。

考慮到具有放射性的碳的百分比仍然低幾個數量級，可以初步假設核發動機的廢氣並不比燃煤電廠的廢氣更危險。

您打算在最新的太空飛行中使用核發動機嗎？

是的，2 月初就知道 NASA 將測試最新的核發動機，用於飛往火星的航班。預計在它的幫助下，只需三個月就可以到達這顆紅色星球。

近年來，來自美國宇航局和世界各地其他航天機構的科學家和工程師一直在積極討論在月球和火星表面建造永久宜居基地的計劃。

• 核發動機會是什麼樣子？

USNT 提供了一個經典的解決方案 - 使用液化氫作為工作流體的核發動機：核反應堆從鈾燃料中產生熱量，這種能量加熱透過冷卻劑的液態氫，然後膨脹成氣體並透過發動機噴嘴噴出，產生推力。

建造此類發動機的主要挑戰之一是尋找能夠承受發動機內部極端溫度波動的鈾燃料。USNT 表示，它已經透過開發一種可以在高達 2,400 攝氏度的溫度下執行的燃料解決了這個問題。

燃料元件包含碳化矽：這種材料用於三結構各向同性塗層，形成氣密屏障，防止放射性產物從核反應堆洩漏，保護宇航員。