Nicole Millman; Original imagery: CEA/ArianeGroup/Framatome/ES

前往火星需要很长时间，使用当今的火箭技术大约需要9个月。这是因为常规火箭发动机像汽车发动机一样将燃料和氧气一起燃烧，但效率并不高。根本问题在于航天器必须同时携带燃料和氧化剂，因为太空中没有空气支持燃烧。这就形成了一个恶性循环：为了更快前进而携带的燃料越多，航天器就会越重，进而需要更多燃料来加速这额外的重量。若想提速，就需要大量燃料，这会使火箭成本极高且异常沉重。目前化学推进系统已接近其理论极限，效率提升空间微乎其微。

欧洲航天局（ESA）的科学家们一直在研究核推进技术。其工作原理如下：核反应堆并非通过燃料与氧气燃烧产生动力，而是加热氢气等推进剂。超热的推进剂随后从火箭喷嘴喷出，推动航天器前进。这种方法比化学火箭的效率高得多。

重新审视用于火星任务的核动力火箭

核动力火箭具备多项关键优势，例如可将火星之旅的时间缩短一半 —— 从9个月缩减至约4到5 个月。效率提升的核心在于，核反应堆每单位燃料产生的能量远超过化学反应。令人惊讶的是，尽管发动机本身会产生辐射，但宇航员在更短的旅途中受到的有害辐射反而更少。这是因为太空旅行者在旅程中持续受到宇宙辐射的轰击，而将旅行时间减半能显著降低总辐射暴露量。这类发动机最适合需要大幅加减速的大型航天器，尤其适用于往返月球和火星的任务 —— 这类任务需要至少25000公里/小时的快速速度变化。

这项名为 “Alumni” 的研究通过精心设计将安全性置于首位：核反应堆仅在航天器远离地球、进入安全轨道后才会启动。

在激活前，铀燃料的放射性极低且无毒。多重辐射屏蔽层可在持续时间不足2小时的短程发动机燃烧过程中保护船员。该反应堆的设计使其永远不会重返地球大气层。研究团队花了一年多时间分析这项技术，得出结论认为其长期发展具有可行性。然而，前方仍有大量工作要做，包括对新型陶瓷金属反应堆设计进行实验室测试、建造安全的测试设施，以及解决燃料采购和反应堆重启系统等技术挑战。

核热推进技术有望彻底革新太空旅行，使火星和月球任务变得更快、更具可行性。尽管这项技术前景广阔且看似安全，但我们要看到核动力航天器飞向这颗红色星球之前，仍需多年的发展。令人欣喜的是，欧洲正通过实际行动证明其具备研发该技术的专业能力，这可能会开启太空探索的新纪元，让遥远的星球比以往任何时候都更触手可及。