美军要研制核动力发动机探月是为继续主导太空秩序|月球|地球|核动力发动机_新浪军事

　　10月3日，美国《宇航》网站报道，美国国防高级研究计划局（DARPA）刚刚向位于一家叫做“鹰头狮技术”的企业授予了价值1400万美元的合同。合同内容是为DARPA的“敏捷环月运行示范火箭”（DRACO）计划研制一种核动力发动机。

　　核动力发动机是诸多科幻小说或者电影的主题。比利时漫画家埃尔热早在《丁丁历险记》的《奔向月球》和《月球历险记》两部作品中，就讨论了一种长得很像V-2导弹的核动力火箭，能够完成地月之间的旅行。

　　艺术家描绘的核热火箭飞行器

　　到了美苏竞争的航天时代，核发动机得到了更多的关注。在各种科幻作品当中，所有的火箭和飞船几乎都装着核反应堆，用它来提供动力。这不仅仅是因为人们充分认识到了核技术所能提供的强大动力，也是因为化学能火箭存在着物理极限。

　　根据著名的齐奥尔科夫斯基公式，v=ωln（m₀/mₖ），其中V是火箭在推进一段时间后达到的速度，ω是火箭喷射的速度，m₀是喷射开始时的火箭质量，mₖ是喷射结束时的火箭速度。很显然火箭喷射速度对火箭速度起到的作用最大，也就是说ω越大越好。

　　但是，化学能火箭所能实现的ω是非常有限的。所谓化学能火箭，就是靠燃料的燃烧来获得燃气。在各种燃料中，氢和氧直接反应所实现的ω数值最高，能够达到每秒4000多米。而且根据理论分析，这已经是化学能火箭的极限。无论人类再发明多少化合物，也不可能超过氢和氧反应所产生的ω。

　　要想解决这个问题，只能考虑化学能之外的手段。人们发现，如果用电场加速带电粒子，可以实现远远超过氢氧燃料的ω，甚至可以达到每秒300千米，这就是电火箭发动机。不过电火箭发动机的推力太小了，到了21世纪，人类所能制造的最大电火箭发动机，也只不过能吹动一片树叶而已。自己的重量却相当大。因此，电火箭发动机只能先用化学能火箭送入太空，然后用在姿态和轨道控制、星际航行等领域。

　　NASA曾经研制过的核热火箭发动机原理

　　在NASA早年的设计中，NTP系统使用裂变反应堆。在这样的发动机当中，反应堆的直径不能超过火箭外壳，堆芯正中间有一组坚固的管道，液氢储罐装在反应堆上面。氢穿过堆芯中间的管道时，就会被反应堆加热到极端温度和压力，然后从下面的喷管喷射出去，喷射速度可以达到每秒9000米左右，虽然不如电火箭发动机，但是它的总推力巨大，有希望超过化学能火箭。

　　最早的NTP发动机设计之一

　　但是考虑到发射失败可能造成重大核污染，这些发动机都不考虑从地球上直接起飞，而是进入宇宙之后再启动。因此，NTP发动机对核辐射防护的需求也没有核潜艇或者核动力航母那么高。

　　苏联在登月竞赛中失败后，美国也失去了对超级火箭的兴趣。加上美国经济陷入衰退，核火箭的设计就被束之高阁了。直到最近两年才重新被重视起来。

　　看到这里，人们或许感觉有点奇怪。应该是NASA对核火箭这种超级科技怪物的兴趣更大。这可以大大提高人类星际旅行的能力，为什么是军方跳出来和企业签合同呢？

　　DRACO项目的描述中揭示了真相：“维持对月球空间——地球和月球之间的空间——的空间感知能力”需要。“感知”这个词汇从美国军方嘴里说出来，意思就是“战场侦察和监视”。因为侦察和监视的目标不仅仅是假想敌的人造物体，也包括自然环境、平民和非交战方的人造物体，所以美军才发明了这么一个听起来很中性的词。

　　到目前为止，地球轨道上或许有那么一些涉及到国家安全的外国目标，从地球奔向月球的轨道上、月球附近和月球表面，只有少数科学探测器。没有什么军事目标，美国军方打算在地月空间侦察和监视些什么呢？

　　实际上，在美国人的潜意识中，超过地球轨道的宇宙空间——特别是月球——都是美国所有的。这并不是说美国人会对这些区域提出领土要求，这是违反联合国外空条例的。美国人的思维是：必须由美国带领着全人类进入地月空间，由美国安排这里的资源开发和利益分配。谁要是不服从这种秩序，就是潜在威胁！如果有谁抢在美国前面进入和探索了某一片区域，就等于是直接打脸了。

　　为了支撑殖民者心态，美军就需要具有相应的技术手段，要具备在地月空间的军用航天器部署和机动手段。如果每次部署和机动都要从地球上发射，需要消耗大量火箭。所以，只能把足够数量的军用航天器部署到地月之间的某个位置，根据需要灵活机动。机动就要需要动力，高速机动就需要强大动力。无论化学能火箭还是电火箭发动机都无法满足这样的需求，NTP发动机是目前唯一能看到希望的技术。