警惕！美国重启核热推进，太空竞争白热化……
2019学术大礼包丨加入学术plus丨2018学术大礼包丨2017不可以错过的重磅报告们
军事方面，意欲依靠安全高效的核推进系统打败对手，将使美国在终极制高点上保持太空力量优势。商用方面，美国提出重返月球和星际探索计划，其目的在于在月球上建立核热推进传送器，以实现由地月到深空太空霸权战略。然而，现有的火箭推进技术难以满足这些需求，只能期望于更加强劲的推进方式。于是，美国决定重启核热推进项目。
文章仅供参考，观点不代表本机构立场。
核热推进——太空竞争的强劲动力
作者：学术Plus高级评论员 徐秉君（华语智库高级研究员、新华社瞭望智库国际观察员、军鹰智库特约研究员）
虽然防御地面反卫导弹或在轨武器可能包括大量扩散的小卫星星座或加固卫星本身等方法，但速度和机动性仍将是关键的作战属性。实现这些属性的一种安全、可靠和有效的方法就是美军的太空载具采用核热推进系统。
1.核热推进
全新高效的推进方式
何为核热推进？
所谓核热推进是指利用核裂变能加热工质，再将加热后的高温高压工质定向喷出而获得推力。它通过将热量从核反应堆传递到液体推进剂来工作，热量将液体转化为气体，气体通过发动机喷嘴膨胀，为航天器提供推力。
这种推进方式具有功率高、寿命长、比冲大、不受外界环境影响等特点，在执行长时间深空探测和星际航行任务时具有不可替代的优势。而“核热推进传送器”就是利用“核热推进”方式的核热推进火箭，这种核热推进火箭采用具备及高能量密度的热核反应系统为能量源，根据反应类型又可分为核裂变与核聚变两种方式。
图：美国第一代KIWI-A核热推进火箭样机
值得注意的是，核热推进提供了比传统化学系统高得多的推力和两倍的推进剂效率。基于核热推进（NTP）技术开发的新型高效航天器，不仅可以使从地球到达火星的时间从6个月减至3-4个月，还能减少宇航员在太空中接受的辐射，重要的是能以更少的燃料运送更多的载荷。除此之外，核热推进还可以带来一个额外好处，即反应堆还可以为任务有效载荷供电，大大延长了电池寿命，并消除了对太阳能充电的依赖。
早期研究由于核热推进是一种全新高效的推进方式，因而备受美国重视，并早在冷战时期就在开始秘密研发测试。因此，核热推进并非是一个新概念。资料显示，美国国家航空航天局（NASA）在1959年到1972年之间曾先后进行过23次核热推进反应堆测试，并研制了核动力发动机。但随着1972年美国会放弃登陆火星的计划，这一项目也随之终止。
近年来，美国又提出重返月球计划，美国国家航空航天局（NASA）又重新将登陆火星列为探索深空目标。因此，美国又将开发包括核热推进在内的新型空间推进技术作为重要选项。
2.太空机动战
核热推进提供新动力
由于核热推进在军事领域具有巨大的潜在价值，尽管由于多种原因，美国一度停止核热推进技术的研发，但是美国专家一直致力于完善这些技术和能力，并在这一领域积累了厚重的技术储备。随着美国太空战略的调整，美国加快了推进太空军事化的进程，客观上需要更强劲的推进技术来助力。
2.1加速推进太空军事化
近年来，美国一直致力于加速推进太空军事化进程。根据美国太空战略计划，美国防部先后设立“太空司令部”、“太空作战部队”和“太空开发局”三个机构，其中“太空司令部”是太空军队的指挥部门，“太空作战部队”负责整合美军各军种太空作战专业人员，“太空开发局”的任务是“开发并测试”下一代太空作战技术。问题的关键是，太空军事化需要更强劲的推进动力，而传统的化学推进系统难以满足需要。而由于技术的进步，核热推进将为这一挑战提供解决方案。
2.2将核热推进作为太空机动战的战略需求
美国太空专家称，中国富有进取心的“太空战略”必然会促使美国太空领域领导人重新考虑他们应对这一威胁的方式。虽然美军现有的一些卫星具备一定躲避威胁的能力，但要实现太空优势地位，需要具备快速、灵活、持续的机动能力。因此，美国不仅重启热核推进项目，而且还把核热推进作为太空机动作战的战略需求。
图：2021年5月18日，一枚联合发射联盟(ULA)阿特拉斯五号火箭从太空发射综合设施-41发射升空，该火箭为美国太空部队的太空和导弹系统中心执行了SBIRS GEO飞行5任务。(联合发射联盟)
2.3谋求未来太空的绝对优势
美国极力渲染来自中俄的“太空威胁”，并以此为借口呼吁国会为此加大太空技术研发投入。美太空专家也遥相呼应，认为“美国的太空资产在地球轨道及以远面临迅速出现的威胁，战略方针必须同样迅速演变，以迎接这些挑战。”并强调，无所作为的代价很高：未来几年，对手将建造核航天器编队，以实现相对于美国及其盟国的空间优势。正如前总统林登·约翰逊所说，控制太空意味着控制世界。因此，美国应致力于击败对手，建立安全有效的核推进系统，以保持美国在终极制高点上保持太空力量优势。
3.战略竞争
由地月到深空
近年来，太空战略开始在全球蔓延，核热推进再次被重点提出。
美国白宫于2020年12月16日发布了 “太空政策指令-6”（SPD-6）——“太空核动力与推进国家战略”，旨在推动美国太空核动力和推进技术的快速发展。该战略提出应在适当的时候开发和使用太空核动力与推进系统，以实现美国的科学、探索、国家安全和商业目标。
3.1核热推进系统的巨大优势
与其它太空动力推进方式相比，太空核动力与推进（SNPP）系统具有巨大优势：
（1）主要是SNPP能以更低的质量和更小的体积产生更多的能量，从而实现持久存在和运行，这是传统化学剂推进方式难以企及的（2）可以缩短航天员和机器人航天器的飞行时间，从而减少在恶劣太空环境中的辐射暴露（3）安全、可靠和可持续使用，构成了SNPP系统重要优势
SNPP系统的这些优势和能力，对于美国争夺太空主导地位和谋求太空霸权具有重要意义。美国希望通过SNPP的开发和使用，不仅要实现一系列现有和未来的太空飞行任务，同时又能充分满足时间进度的要求。
3.2明确发展目标和路线图
太空核动力与推进（SNPP）系统包括可用于航天器、漫游车以及其他表面设施的动力或推进的放射性同位素动力系统（RPS）和裂变反应堆。SNPP系统可确保上述系统在太阳能和化学能不足的环境下运行。美国加速开发太空核动力与推进（SNPP）系统，不仅要实现现有和未来的军事及商业太空飞行任务，同时还确立了具体目标与进度要求。
按美国“太空政策指令-6”（SPD-6）要求，主要目标包括：
▲开发铀燃料处理能力，以生产出适用于月球和行星表面与航天器的核电推进（NEP）和核热推进（NTP）所需要的燃料。
▲演示月球表面的裂变动力系统。该系统的功率可达到40千瓦电（kWe）或更高，以支持持续的月球存在和火星探索。
▲建立技术基础和能力。包括通过确定和解决关键技术挑战，将使NTP能够满足未来国防部和NASA的任务要求。
▲开发出更先进的放射性同位素动力系统，以提供更高的燃油效率，更高的比能量和更长的使用寿命，以支持机器人与人类对月球的长期开发和对火星的探索，并扩展对太阳系其他目的地的机器人探索。
3.3多家公司参加核热推进系统的开发
据媒体报道，2019年8月21日，美国国家航空航天局（NASA）公布，美国将研发下一代核热推进技术，美国国会为此批准了1.25亿美元预算。时任美国太空总署吉姆·布里登斯汀表示，采用下一代的核热推技术的太空飞船最快可以在3-4个月时间内抵达火星，计划2033年实现登陆火星。
为了加快核热推进（NTP）技术的发展速度，美国国防部下属研发部门高级研究计划局(DARPA)分别向杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）的私人空间项目“蓝色起源”（Blue Origin），洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）和“通用原子”公司等三家公司授予了核动力飞船项目第一阶段合同，这些公司将在 2025 年之前建造和演示基于核动力的轨道航天器推进系统。
尽管第一阶段合同是核动力飞船项目，但背后掩盖的却是军事用途。美国防部高级研究计划局（DARPA） 表示，核动力飞船有潜力同时实现化学推进系统的高功率和电力系统的高效率。该机构说：“这种结合将使地月间敏捷火箭行动演示(Draco) 飞船更灵活地执行国防部的核心原则，即在环月空间 (地月之间)进行快速机动。”
Draco 计划的目标是于 2025 年在近地轨道上空发射由核热推进系统驱动的航天器。关键是这项技术将使航天器能够快速进行长距离飞行，具有巨大的军事价值，这也是美国加速推进Draco 计划的重要原因。
第一阶段项目内容第一阶段合同包括两个项目：项目A主要是核热推进反应堆的基础设计，合同金额为2200万美元；项目B主要是示范运行采用核热推进系统的航天器，合同金额为250万美元。后续阶段将进行详细设计、制造和地面测试，并在太空示范核热推进系统。
由此看来，核热推进无论是对美国的深空探索还是太空霸权都具有深远意义。
因此，无论是五角大楼还是NASA一直都在进行相关研究，并得到国会的积极支持。根据美国“太空核动力与推进国家战略”的要求，NASA的近期优先任务是提高SNPP的技术成熟度，在月球上演示裂变表面动力系统；2020年代末在月球上演示该系统，为可持续的月球开发提供动力，并测试其在火星上的使用潜力。同时，NASA还将提高核热和核电推进能力。
需要警惕的是，美国一旦把核热推进应用于军事领域，不仅会进一步加速太空军事化的进程，而且还将对未来太空安全带来极为严重的消极影响。
（全文完）
徐秉君，学术plus高级评论员，专注研究军事装备与国际军事战略
400个“码农”组成的美国太空军骨干，要干嘛？| 美军高层透露：十年来最大的一次调整！| F-22战机惨遭淘汰！美空军速度太快了…… | 欧洲“新一代战斗机”跨代直追？ | 美国秘密研发第六代战机曝光？空海作战模式即将颠覆丨高超声速“空军一号”加速起飞，民用客机十年内全球运营丨 高超声速时代已来，未来天空将巨变丨美太空霸权加速：从战略到战术！丨美空军装备无奈倒退？别天真了！丨俄苏-57正式列装，美国头疼不？丨俄最新未来远程截击系统，米格-41来了丨战略竞争新领域 ——美俄聚焦研发高超声速武器丨“脱欧”之后，英欧将向何处去？丨美退约+透露"核行动指南"，核战争还有多远？丨5G时代对未来战场意味着什么？丨关注！2020日本军事新动向丨特朗普为了省钱，要求航母弹射退回蒸汽时代？丨21世纪大国必争之地:空天力量的战略重构丨未来战争将进入激光武器时代，美军发展四大新动向丨日本：“五代战机，想说爱你不容易”丨美国前总统卡特如何谈中国？丨英国“脱欧”大限将至丨美俄退出《中导条约》会怎样？丨别了，空客A380！丨把控大变局：中美军事关系丨2019武装直升机发展新趋势丨美俄PK：新一代战略轰炸机丨“三无国防部长”能走多远？丨马蒂斯辞职，再没人能“管住”特朗普了！丨盟国被坑？高价购入的F-35战机竟纷纷掉漆又散架！丨揭秘美空军“超级机密计划”与B61-12核弹丨特朗普挑选的美参联会主席，也喜欢发Twitter丨即将改变中美博弈的规则的，竟然是它……丨中美关系已质变，随时准备面对突变与战争
……长按识别二维码查看更多观点或进入公众号“个人专栏”看看“学术plus”专家评论员团队。
点击领取：2018学术大礼包
来吧！加入学术plus
《中国电子科学研究院学报》欢迎各位专家、学者赐稿！
投稿链接 http://kjpl.cbpt.cnki.net
邮箱：dkyxuebao@vip.126.com