雖然我們已經掌握了多種前往太空的技術,但相對來說速度都不理想,即使在最佳時間從地球發射太空飛行器也需要大約6個月才能抵達火星軌道,多年以來,大批的火箭科學家一直都在致力於核反應堆方式驅動的火箭推進系統研究工作。
二戰後投奔美國的德國科學家沃納·馮·布勞恩(Wernher V on Braun)在他研究土星V火箭之前就已經認識到核能推進器的潛力。後來美國宇航局成立的一個名為NERVA的項目小組,在NERVA的項目小組中研究人員計劃使用核能推進器為火箭提供動力來源,不過遺憾的是,由於經費不足等問題,最終該項目被取消了。不過從那以後,美國宇航局一直在大力研發核能推進器。
核能推進器的基本原理很簡單,就是把工作流體,如氫在核反應堆中進行加熱,接著從火箭發動機噴射管中噴出從而產生推力的一種熱力火箭,目前的核能推進器使用的是核裂變技術,而不是熱核反應技術。
目前美國宇航局重點研發方向是使用具有核能推進器的火箭來執行太空任務,而且美國國防部對核能推進器系統也表示出濃厚的興趣,甚至美國國防部高級研究計劃署公開表示,他們計劃在2025年準備向太空發射一顆基於核能推進器系統的火箭來作為首次試驗之用,並將該項目命名為:DARPA計劃。
負責DARPA計劃的美國國防部發言人塔巴塔·湯普森(Tabatha Thompson)表示,預計在未來幾年裡,美國在外太空的活動將顯著增加,而一種靈活的擁有核能推進系統的飛行器將會使美國國防部在這個巨大的空間範圍內保持技術上的優勢。
根據美國國防部的安排,DARPA計劃的初始階段將會持續18個月,隨後將進行設計、製造、地面試驗和空間演示。為了能夠將這項技術運用於火星任務之中,美國宇航局需要一個推力更大的核動力系統,不過目前來看美國國防部還只是對探索月球感興趣,但是如果DRACO計劃能夠順利完成,那麼對於美國宇航局在未來太空探索之路上來說也會增加更多可選方式。
其實對於核能推進器系統的研發,還是需要一定的科學技術基礎作為前提的,首先火箭發動機必須能夠承受得住巨大溫度和壓力變化,這就需要我們具備製造難熔金屬的能力;其次,氫燃料的儲存溫度只有19開爾文,然而在火箭升空時其溫度會被加熱到2500開爾文甚至更高,這就要求我們能夠製造出相應的氫燃料儲存倉,再有核反應堆在工作過程中,還需要通過高速計算機快速迭代計算出中子通量和流體動力學變量等數據,所以說人類去外太空探索更廣闊的宇宙空間並非易事,恰恰相反需要不同領域的科學家相互配合才能實現最終的目標。