美国国家航空航天局(NASA)日前披露,正计划研发一款以核反应堆供能的行星际飞船“SR-1 Freedom”,并将其作为火星任务候选平台,目标是在2028年实施发射。消息公布后,外界对核能在深空探测中的实际应用前景再度升温。
据《MIT Technology Review》14日(当地时间)报道,在推进月球南极基地建设和月表反应堆部署计划之外,NASA还首次给出了将核反应堆用于实际深空飞行任务的时间安排。
从已披露方案看,SR-1 Freedom将在发射阶段继续采用传统化学推进,进入太空后则由核裂变发电,为电推进系统持续供能。NASA局长Jared Isaacman表示,美国将启动太空核能利用,并开启首个行星际核能任务。
在深空任务中,核能方案被认为有助于降低对太阳能的依赖,并提升远距离飞行效率。目前,多数航天器仍依赖液氢、液氧等化学推进剂。此类方案虽然推力较大,但在长航程任务中的效率仍有局限。相比之下,核燃料能量密度更高,被视为更适合长期、远距离太阳系航行的技术路线。
SR-1 Freedom预计采用的是核裂变发电驱动电推进系统,而非核热推进。也就是说,反应堆先将热能转化为电能,再由电推进系统加速推进工质。尽管这一路线推力较低,但效率更高,因而更适合长时间、长距离飞行任务。
飞船总体构型也已部分曝光。按照目前披露的信息,SR-1 Freedom可能将电力与推进系统布置在飞船尾部,在前部配置20千瓦级铀反应堆,并在两侧安装大型散热板,以释放核裂变过程中产生的热量。
从时间表看,该项目推进节奏较快。NASA计划于今年6月启动硬件研发,争取在2028年1月前完成组装和测试准备,并以当年年底发射为目标。出于安全考虑,反应堆不会在发射后立即启动,而是预计在入轨约两天后开始运行。
报道指出,该项目预计将复用原本为月球轨道空间站Gateway开发的电力与推进技术,并在现有太阳能系统基础上引入反应堆方案,以适配深空任务需求。
与其产业意义相比,这一计划更突出的是美国在深空领域的战略布局。美国过去曾多次推动核推进相关研究,但受制于成本和安全因素,多个项目未能持续。随着重返月球计划推进以及深空竞争升温,核推进的优先级再次提升。
在中国和俄罗斯正推进于2035年前建设月表反应堆的背景下,外界也将SR-1 Freedom视为深空核能竞争持续加速的一部分。
NASA表示,希望通过这项任务在太空环境中实际运行反应堆并积累相关数据,后续成果也将服务于月球基地建设。如果SR-1 Freedom最终按计划抵达火星,这将成为检验核能航天推进系统工程化应用前景的一次重要验证。