美軍為何想用核火箭登月?這樣才能阻止別國挑戰其主導太空秩序

10月3日，美國《宇航》網站報導，美國國防高級研究計劃局（DARPA）剛剛向位於一家叫做「鷹頭獅技術」的企業授予了價值1400萬美元的合同。合同內容是為DARPA的「敏捷環月運行示範火箭」（DRACO）計劃研製一種核動力發動機。

核動力發動機是諸多科幻小說或者電影的主題。比利時漫畫家埃爾熱早在《丁丁歷險記》的《奔向月球》和《月球歷險記》兩部作品中，就討論了一種長得很像V-2飛彈的核動力火箭，能夠完成地月之間的旅行。

藝術家描繪的核熱火箭飛行器

到了美蘇競爭的航天時代，核發動機得到了更多的關注。在各種科幻作品當中，所有的火箭和飛船幾乎都裝著核反應堆，用它來提供動力。這不僅僅是因為人們充分認識到了核技術所能提供的強大動力，也是因為化學能火箭存在著物理極限。

根據著名的齊奧爾科夫斯基公式，v=ωln(m /m )，其中V是火箭在推進一段時間後達到的速度，ω是火箭噴射的速度，m 是噴射開始時的火箭質量，m 是噴射結束時的火箭速度。很顯然火箭噴射速度對火箭速度起到的作用最大，也就是說ω越大越好。

但是，化學能火箭所能實現的ω是非常有限的。所謂化學能火箭，就是靠燃料的燃燒來獲得燃氣。在各種燃料中，氫和氧直接反應所實現的ω數值最高，能夠達到每秒4000多米。而且根據理論分析，這已經是化學能火箭的極限。無論人類再發明多少化合物，也不可能超過氫和氧反應所產生的ω。

要想解決這個問題，只能考慮化學能之外的手段。人們發現，如果用電場加速帶電粒子，可以實現遠遠超過氫氧燃料的ω，甚至可以達到每秒300千米，這就是電火箭發動機。不過電火箭發動機的推力太小了，到了21世紀，人類所能製造的最大電火箭發動機，也只不過能吹動一片樹葉而已。自己的重量卻相當大。因此，電火箭發動機只能先用化學能火箭送入太空，然後用在姿態和軌道控制、星際航行等領域。

NASA曾經研製過的核熱火箭發動機原理

在NASA早年的設計中，NTP系統使用裂變反應堆。在這樣的發動機當中，反應堆的直徑不能超過火箭外殼，堆芯正中間有一組堅固的管道，液氫儲罐裝在反應堆上面。氫穿過堆芯中間的管道時，就會被反應堆加熱到極端溫度和壓力，然後從下面的噴管噴射出去，噴射速度可以達到每秒9000米左右，雖然不如電火箭發動機，但是它的總推力巨大，有希望超過化學能火箭。

最早的NTP發動機設計之一

但是考慮到發射失敗可能造成重大核汙染，這些發動機都不考慮從地球上直接起飛，而是進入宇宙之後再啟動。因此，NTP發動機對核輻射防護的需求也沒有核潛艇或者核動力航母那麼高。

蘇聯在登月競賽中失敗後，美國也失去了對超級火箭的興趣。加上美國經濟陷入衰退，核火箭的設計就被束之高閣了。直到最近兩年才重新被重視起來。

看到這裡，人們或許感覺有點奇怪。應該是NASA對核火箭這種超級科技怪物的興趣更大。這可以大大提高人類星際旅行的能力，為什麼是軍方跳出來和企業籤合同呢？

DRACO項目的描述中揭示了真相：「維持對月球空間——地球和月球之間的空間——的空間感知能力」需要。「感知」這個詞彙從美國軍方嘴裡說出來，意思就是「戰場偵察和監視」。因為偵察和監視的目標不僅僅是假想敵的人造物體，也包括自然環境、平民和非交戰方的人造物體，所以美軍才發明了這麼一個聽起來很中性的詞。

到目前為止，地球軌道上或許有那麼一些涉及到國家安全的外國目標，從地球奔向月球的軌道上、月球附近和月球表面，只有少數科學探測器。沒有什麼軍事目標，美國軍方打算在地月空間偵察和監視些什麼呢？

實際上，在美國人的潛意識中，超過地球軌道的宇宙空間——特別是月球——都是美國所有的。這並不是說美國人會對這些區域提出領土要求，這是違反聯合國外空條例的。美國人的思維是：必須由美國帶領著全人類進入地月空間，由美國安排這裡的資源開發和利益分配。誰要是不服從這種秩序，就是潛在威脅！如果有誰搶在美國前面進入和探索了某一片區域，就等於是直接打臉了。

為了支撐殖民者心態，美軍就需要具有相應的技術手段，要具備在地月空間的軍用太空飛行器部署和機動手段。如果每次部署和機動都要從地球上發射，需要消耗大量火箭。所以，只能把足夠數量的軍用太空飛行器部署到地月之間的某個位置，根據需要靈活機動。機動就要需要動力，高速機動就需要強大動力。無論化學能火箭還是電火箭發動機都無法滿足這樣的需求，NTP發動機是目前唯一能看到希望的技術。

NASA也想使用核熱火箭風發動機

在DARPA的描述中，DARCO火箭的推力將比傳統化學火箭高出5倍。NTP發動機的強大動力，可以讓軍用太空飛行器在地月之間的廣大區域內快速機動，部署到所需的位置，包括地球軌道、月球軌道和拉格朗日點，甚至可以部署到月球表面之後再起飛——月球引力只有地球的六分之一，起飛要容易得多。

如果NTP研製成功，顯然會對其他國家的月球探索活動造成很大的影響。至少，目前所有國家都不具備對月球附近空間的密切監視能力。如果美國人用NTP火箭部署軍用太空飛行器，對其他國家的科學探測器做些什麼小動作，是很難抓到證據的。

NASA其實也參加了DRACO計劃，並樂於看到它取得成功。NASA局長吉姆·布裡登斯汀稱讚說，以NTP為動力的太空飛行器可以在短短三到四個月內將太空人送上火星，大約是傳統化學火箭所需時間的一半。

所以，其他宇航國家似乎有必要對NTP火箭做出一些響應。

（作者：孔新 版權作品 未經許可 禁止轉載）