美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布研发核热推进小型核反应堆

美国国防高级研究项目局（DARPA）4月9日宣布向通用原子公司签发一项合同，以设计一款航天推进用小型核反应堆，价值2200万美元，计划在2025年前，在轨验证一款核热推进系统，热核火箭就是利用核反应释放出的能量加热工作介质，工作介质通过喷管高速排出、产生推力。

本质是将核反应堆小型化并安置在火箭上，用核燃料作热能源、替代传统液体火箭发动机的燃烧室，液氢、液氦、液氨等工质流经反应堆吸收热量后，通过火箭喷管喷射出去。

此前1月6日，美国能源部发布了太空能源战略报告，提出了4项太空行动计划，其中之一就是开发用于地表和空间推进的核裂变动力系统，计划在2027年之前设计、试验和示范一个10千瓦级的地表裂变系统，以在月球、火星上使用。在2028年之前建立核热推进相关的技术基础和能力、为核热推进系统提供方案，主要有燃料开发、慢化剂开发、高温材料开发、反应堆设计和综合燃料系统测试等。

普通商业核反应堆使用丰度为3%的低浓缩铀-235，热核火箭核反应堆则使用90%丰度的核武器级浓缩铀，氢化锆替代石墨作为慢化剂。

工质的导热性要好、速度转换效率高并且要在外太空容易找到并制备，氢刚好能满足上述条件。当前比冲最高的化学火箭发动机是液氢液氧火箭发动机，其最高比冲约为450s，基本上已达极限，化学火箭的最高速度增量约为10km/s。采用氢气作为工质的核热火箭比冲可达1000s以上，其速度增量大于22km/s，超过了第三宇宙速度（16.7km/s)）可广泛用于将来的深空任务。

核火箭飞船内的辐射量相当于航天员每天要做8次X线胸部透视，因为氢气罐是一个理想的防辐射屏障，加上整个任务期间反应堆将长期保持关闭状态，因此核火箭飞船从地球到火星的辐射剂量是可以接受的。

1955年美国空军（USAF）委托原子能委员会（AEC），由洛斯阿拉莫斯实验室主导启动了Rover（流浪者）项目，即热核火箭研究和开发；1958年NASA成立后和AEC共同启动了NERVA项目，即热核发动机的研发，AEC负责反应堆，NASA负责发动机的无核部分；1961年美国总统肯尼迪发表了登月宣言，Rover / NERVA项目全面启动。

Rover项目的第一代是KIWI反应堆，KIWI-A系列于1959年和1960年进行测试，证明氢工质在高温条件下的操作可行性，KIWI-B系列反应堆开始真正用液氢作为工质，将KIWI-A约100MW功率提升到1000MW。1965年推出第二代Phoebus反应堆，有着更大的4000MW功率、用于火星任务。

NERVA项目则开发基于KIWI反应堆技术的核热火箭发动机原型，反应堆被命名为NRX，先后建成了6台发动机，每座反应堆的功率约为1100 MW。作为正式可以飞行的发动机型号是NRX-XE，核反应堆功率1100MW。在完全应对空间飞行任务的测试中，通过加热至2475℃、推力室室压达3.86MPa，产生244 kN的推力，比冲达到710秒（真空比冲820秒），是人类目前实用化的效率最高的氢氧发动机比冲的两倍。

后续还研发了 Pewee、XE-Prime、Nuclear Furnace 等核火箭发动机原型。

但1969年预算遭到了削减，1970年关闭了土星火箭的生产线并取消了阿波罗17号后的阿波罗任务，1972年核火箭发动机的研发也彻底终止。整个Rover / NERVA项目按当时计算花费了约15.22亿美元。

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