太空电影|美军为何想用核火箭登月？这样才能阻止别国挑战其主导太空秩序
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(m?/m?) ， 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 ， m?是喷射开始时的火箭质量 ， m?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 。
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