美國60年來從未在太空運行過第二座核反應(yīng)堆。現(xiàn)在，NASA局長宣布要在2028年底前把一個核動力飛船送往火星。

這個時間線讓專家們既興奮，又直皺眉頭。

為什么偏偏是核動力，為什么偏偏是現(xiàn)在

要理解這件事的重量，得先說清楚化學(xué)推進為什么不夠用。

現(xiàn)有的火箭，無論是SpaceX的獵鷹還是NASA的SLS，本質(zhì)上都是在點燃液氫和液氧，用爆炸產(chǎn)生的氣體推動飛船前進。這套方案在從地球發(fā)射方面表現(xiàn)出色，但一旦進入深空，它的短板就暴露無遺：燃料能量密度太低，效率太差，而且越飛越遠，太陽能也越來越弱。

核裂變提供了一個根本性的替代方案。核燃料的能量密度比化學(xué)燃料高出數(shù)個數(shù)量級，意味著同樣重量的燃料，能做的事情多得多。弗吉尼亞州航空航天公司的空間核技術(shù)專家林賽·霍爾姆斯說："它真的非常非常高效。"

NASA為SR-1選擇的技術(shù)方案叫做核電推進，英文縮寫NEP。邏輯并不復(fù)雜：裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生熱量，熱量轉(zhuǎn)化為電能，電能驅(qū)動離子推進器，將帶電氣體高速噴出產(chǎn)生推力。推力本身不大，但持續(xù)時間極長，效率極高，非常適合長途星際巡航。

與另一種方案"核熱推進"相比，核電推進的機械結(jié)構(gòu)相對簡潔，班戈大學(xué)核未來研究所聯(lián)合主任西蒙·米德爾伯格說，它"比熱能方案簡單得多，本質(zhì)上就是把核反應(yīng)堆接入推進系統(tǒng)"。

還有一個很少被提及但同樣關(guān)鍵的理由：核推進讓飛船更快，飛行時間更短，宇航員暴露在宇宙輻射中的時間也隨之減少。佛羅里達航天研究所的航天工程研究員菲利普·梅茨格說：“它解決了輻射問題，這也是發(fā)明更先進推進系統(tǒng)往返火星的主要動機之一。"

至于“為什么是現(xiàn)在"，答案有相當(dāng)一部分寫在地緣政治的賬本上。

中國和俄羅斯已經(jīng)宣布計劃在2035年前在月球表面部署核反應(yīng)堆，為聯(lián)合月球基地供電。在深空探索領(lǐng)域，第一個掌握核推進技術(shù)的國家將擁有難以彌補的戰(zhàn)略優(yōu)勢。霍爾姆斯直接表示，SR-1激進的時間線“部分源于中國和俄羅斯自身的深空核野心"。

從圖紙到火星，2028年夠用嗎

美國國家航空航天局（NASA）

SR-1的全名是“太空反應(yīng)堆-1號自由號"，目前公開的設(shè)計概念圖顯示，它看起來像一支巨大的帶翼箭矢：尾部是動力與推進系統(tǒng)，頂端是一座20千瓦級的鈾填充核反應(yīng)堆，兩側(cè)伸展出大面積的散熱翼片。

那些翼片的作用，是把核裂變產(chǎn)生的大量廢熱散發(fā)到太空中去。霍爾姆斯說：“你必須有非常大的散熱器，"否則反應(yīng)堆和整個飛船都有過熱熔毀的風(fēng)險。

動力與推進系統(tǒng)并非從零開始造。NASA此前為“門戶"月球軌道空間站項目開發(fā)的電力推進組件，在艾薩克曼今年3月取消該項目后，將被直接移植到SR-1上。這是一筆現(xiàn)成的工程遺產(chǎn)，可以節(jié)省相當(dāng)一部分開發(fā)時間。

按照NASA公布的計劃，SR-1的硬件開發(fā)將于2026年6月啟動，2028年1月完成系統(tǒng)組裝和測試，同年10月運抵發(fā)射場，年底前完成發(fā)射。發(fā)射后約一年，飛船應(yīng)當(dāng)?shù)诌_火星。

核反應(yīng)堆不會在發(fā)射時就啟動。出于安全考量，反應(yīng)堆將在飛船離開地球約兩天后才點火，屆時飛船已處于穩(wěn)定的太空軌道，即便出現(xiàn)意外，裂變產(chǎn)生的放射性廢料也不會落回地球。

這套時間表被業(yè)內(nèi)人士普遍描述為“極其雄心勃勃"，這是一種客氣的說法。美國上一次嘗試類似量級的核推進項目，是NASA與國防部合作的DRACO計劃，最終于2025年因成本、安全測試和技術(shù)復(fù)雜性等問題被取消。在那之前，類似的項目已經(jīng)被啟動又叫停了無數(shù)次，核推進技術(shù)在美國航天史上留下了一長串未竟的尾巴。

米德爾伯格坦率地指出了幾個技術(shù)難關(guān)：發(fā)射過程中的劇烈振動對核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)完整性的威脅；零重力環(huán)境下地面設(shè)計的機械系統(tǒng)能否正常運作；以及散熱系統(tǒng)在真空太空中的長期穩(wěn)定性。這些都是需要在前所未有的時間壓力下一一驗證的工程問題。

但專家們也沒有人說這不可能。梅茨格說：“我認(rèn)為這是一項非常可行的技術(shù)，我很高興看到他們終于這么做了。"

無論SR-1最終成功還是遭遇挫折，它在太空中運行期間積累的工程數(shù)據(jù)，都將直接服務(wù)于NASA隨后計劃在月球表面部署的核反應(yīng)堆項目。美國能源部國家空間反應(yīng)堆項目技術(shù)總監(jiān)塞巴斯蒂安·科比西耶羅說：“我們將學(xué)到的所有關(guān)于該系統(tǒng)在太空中如何運作的信息，對月面應(yīng)用非常有幫助，因為基本上是一樣的，月球上也沒有空氣。"

一個時代的開端，或者又一次壯志未酬，答案將在兩年后揭曉。