火箭推進(jìn)劑革命

人類目前的火箭推進(jìn)劑技術(shù)還停留在化學(xué)推進(jìn)階段，主要使用的推進(jìn)劑有液體推進(jìn)劑（如液氫-液氧、煤油-液氧）和固體推進(jìn)劑，它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)。例如，固體推進(jìn)劑可以在常溫下保存，不像液體推進(jìn)劑需要低溫保存。但是，固體推進(jìn)劑一旦被點(diǎn)燃，就會(huì)像彩彈煙花被點(diǎn)燃一樣燃燒不停。另外，固體推進(jìn)劑的燃燒效率比液體推進(jìn)劑低。

目前，我國(guó)新一代運(yùn)載火箭廣泛采用的是無污染的煤油-液氧、液氫-液氧等液體推進(jìn)劑。2023年7月12日，我國(guó)朱雀二號(hào)遙二火箭圓滿完成了發(fā)射任務(wù)，這次發(fā)射使我國(guó)成為世界上首個(gè)掌握液氧甲烷推進(jìn)劑火箭技術(shù)的國(guó)家。

化學(xué)推進(jìn)劑被載人航天活動(dòng)廣泛采用，卻也阻礙了人類進(jìn)一步探索深空的進(jìn)程。這是因?yàn)?，如果我們希望火箭能抵達(dá)更遠(yuǎn)的目的地，火箭就需要更高的加速度和更久的加速時(shí)間，也就需要攜帶更多推進(jìn)劑。根據(jù)齊奧爾科夫斯基火箭方程式，化學(xué)火箭加速度的線性提升，伴隨的是推進(jìn)劑質(zhì)量的指數(shù)提升。

況且，深空探索活動(dòng)的減速階段也需要消耗推進(jìn)劑。火星探測(cè)器前往火星，需要達(dá)到在太陽(yáng)系行星軌道上運(yùn)行的速度，即第二宇宙速度（11.2千米/秒）。在“長(zhǎng)征五號(hào)”火箭的加速下，“祝融號(hào)”火星探測(cè)器被加速到了第二宇宙速度。當(dāng)火星探測(cè)器靠近火星時(shí)，則需要減速，從而被火星引力俘獲，減速過程也需要耗費(fèi)大量推進(jìn)劑?；瘜W(xué)推進(jìn)劑的能量密度無法繼續(xù)滿足人類探索深空的需求，為此，核能推進(jìn)方案被提出。

目前主流的核能推進(jìn)方案主要分為核熱推進(jìn)和核電推進(jìn)兩種，前者利用裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能將氫氣加速到極高速度并噴出，從而產(chǎn)生推力；后者利用核裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能發(fā)電，并將氫氣加速噴出。

相比化學(xué)反應(yīng)，核反應(yīng)釋放的能量是驚人的。1克放射性鈾通過裂變反應(yīng)釋放的總能量，是1克化石燃料完全燃燒釋放能量的上百萬(wàn)倍。如果采用核能推進(jìn)，人類就有望擺脫太空探索不得不攜帶大量推進(jìn)劑的困境。