刊登日期 : 11/08/2022
中国太空人或最快在2033年展开登陆火星的行程，但地球和火星距离上亿公里，单程飞行超过半年，是否有方法缩短时间呢？科学家现在研发核动力飞船，它的速度比传统飞船快得多，可以把飞行时间大幅缩短，中国太空人未来可望3至4个月就能飞抵火星。
钱学森上世纪40年代首提核动力飞船
目前各国的火箭和太空船，是以化学推进为主流动力形式，简单来说是藉燃烧燃料来产生动力，像日常的汽车一样。但这种推进方式能量密度低，效率低，也就是说火箭或飞船必须携带大量燃料以供消耗，而燃料所占重量和空间，势必蚕食了其他设备和物资的携带量。
以中国航天的火星探测器“天问一号”为例，它总重5吨，其中便有大约一半是燃料；专家曾透露，“天问一号”飞近火星时要“煞车”以进入火星轨道，这个动作便消耗了将近一吨燃料。
随着人类探索宇宙的脚步迈开，例如要远征火星，太空船用化学推进显然不是长远之计，所以中国、美国和俄罗斯的科学家，都在研发核动力推进的火箭和飞船；核动力推进能够提供极大的能量密度，无须摧带大量燃料，更适合超长距离太空飞行任务。
关于核动力火箭或飞船的研究，其实早于上世纪40年代已经开始，而首先提出核动力火箭概念的论文是1948年发表，这篇论文的作者正是“中国航天之父”钱学森；当年他仍在美国工作。
核动力飞船有核电和核热两种模式
经过数十年发展，核动力火箭和飞船渐进入实用化阶段。如今核动力推进主要有两种形式，分别是“核电推进”与“核热推进”。
核电推进是将核能转化为电能，它好比在太空船上建有一座微型核电厂，用作发电提供动力，而用电的推进设备包括离子推力器、霍尔推进器等。
这些电力推进器原理比较复杂，非三言两语可以说明，所以这里只提一点，就是中国太空站的天和核心舱，为世界首个使用霍尔推进器的航天器；当然，它并非使用核电。
更受科学家重视、被认为更适合作为航天器主要动力的，是核热推进。简单来说，它是将核能转化为热能，再利用喷管或者其他装置将热能转化为动能。
有报道引述专家称，核热推进系统的效率是化学推进的两倍多，这意味使用相同份量的推进剂，它产生的推力是化学推进系统的两倍，而太空船也能飞得更快，可望3、4个月便将人类从地球运送抵火星，比化学推进载人飞船快得多。
目前中国、美国和俄罗斯都已投入研发核热推进的火箭和飞船，希望作为载人探索火星，甚至更遥远星球之用，而中国的核热推进飞船，有望在未来几年投入测试。
中国探火飞船以3部核热发动机推进
事实上，中国航天集团一院院长王小军2021年6月在全球航天探索大会发表报告，当中除了讲述中国太空人登陆火星的“三步走”和总体设计外，亦提到核热推进是未来载人火星探测方案设计的重要选择。
他指出，在中国太空人登陆火星计划中，“地球上升阶段”，亦即把太空船组件等物资从地球送上太空，会使用7枚重型运载火箭和1枚载人运载火箭，这些火箭“采用化学推进剂”。
而未来的“地火转移运载器”，也就是从地球附近太空飞向火星的飞船，则会采用核热核电双模式，以3部10吨级推力的核热发动机作为主要动力，并利用核电装置为各分系统提供电源。
大家可以预期在不会太久的未来，中国太空人便会坐上飞得更快、更远的核动力飞船，探索火星和更遥远的星球。而到时他们的每次火星任务时间，或将比最初估计的3年大为缩短。
另外，王小军的报告还提到，中国将研制一种极为科幻的航天运输系统──“天梯”，作为航天器在太空的出发点，但这是后话。
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