国际原子能机构专家组称，核技术将为未来的太空任务提供动力

从地球升空的火箭在可预见的未来将依赖化学燃料。然而，一旦进入轨道，核引擎可以接管并提供推进力，为航天器在太空中的飞行加速。

“对于需要高电力输出的太空任务，如人类火星任务或太空渡轮，基于裂变反应堆的动力系统可以是一个非常有竞争力的选择，”北京航天器系统工程研究所的杜辉说，他引用了中国空间技术研究院2015年的一项研究。该研究发现，如果没有太空核反应堆，人类火星任务是不可行的。

放射性同位素热电发电机（RTGs）在远离太阳的几十年里为旅行者号航天器提供了动力。在讨论中，专家们强调了RTGs在艰难的太空低温条件下为未来航天器的机载系统长期供热和供电的潜力，并且无需对其进行任何维护。

美国国家航空航天局（NASA）前首席项目工程师William Emrich说：“几乎可以肯定的是，未来的载人星际任务需要性能水平大大超过今天最好的化学发动机的推进系统。核热推进（NTP）是一个可以用于太空旅行的可靠选择。”

在核热推进中，一个核裂变反应堆加热液体推进剂，如氢气。热量将液体转化为气体，通过一个喷嘴膨胀，提供推力，推动航天器。核热推进的优点在于使人类可以向太空运送更少的燃料，核热推进引擎也会缩短旅行时间。与传统的化学火箭相比，核热推进的这些优点可以将前往火星的时间缩短25%。此外，缩短在太空中的时间还可以减少宇航员对宇宙辐射的暴露。

另一方面，核电推进（NEP）也是一种选择，其通过将核反应堆的热能转换为电能提供推力，消除了相关的核电需求和在机上储存推进剂的限制。在核电推进中，推力较小，但持续不断，燃料效率远高于传统的化学火箭，因此速度更高，到火星的运输时间可能会缩短60%以上。

艾德·阿斯特拉火箭公司（Ad Astra Rocket Company）正在开发的一个核电推进系统，即可变比冲磁等离子体火箭（VASIMR），是一种等离子体火箭，其中电场加热并加速推进剂，形成等离子体，当等离子体从发动机中喷出时，磁场将其引导至适当的方向，为航天器产生推力。与传统的核电推进不同，可变比冲磁等离子体火箭的设计将能够处理大量的动力，同时保留电火箭特有的高燃料效率。

艾德·阿斯特拉火箭公司首席执行官Franklin Chang Díaz说：“从短期来看，我们设想可变比冲磁等离子体火箭发动机支持广泛的高功率应用，从近月空间的太阳能电力到星际空间的核电。从长远来看，可变比冲磁等离子体火箭可能是未来仍处于概念阶段的聚变火箭的先驱。”

聚变火箭，如普林斯顿等离子体物理实验室正在开发的普林斯顿反转场装置反应堆（Princeton Field Reversed Configuration reactor）概念，将具有产生直接聚变驱动（DFD）的优势——直接将聚变反应中产生的带电粒子的能量转换为航天器的推进力。

普林斯顿卫星系统公司（Princeton Satellite Systems）副总裁Stephanie Thomas说：“直接聚变驱动可以产生比其他系统高几个数量级的特定功率，减少旅行时间，增加有效载荷，从而使我们能够更快地到达深空目的地。”此外，她还讨论了可能由直接聚变驱动供电的进入近恒星空间的任务、人类火星任务和月球基地表面动力。她还解释说，直接聚变驱动会具有体积小和对燃料需求少的优势——几公斤就可以为一个航天器提供十年的动力。

Stephanie Thomas还说：“未来基于核的推力解决方案，如直接聚变驱动，也可能同时提供电力。我们的研究表明，直接驱动核聚变动力火箭发动机可以从一个发动机产生电力和推进力，性能最佳。”

核反应堆也可用于为宇航员提供可靠的表面动力来源，用于长期探索任务，也可能用于帮助人类在其他行星体上持续存在，为其提供几十年的电力而不需要补充燃料。裂变表面动力反应堆的设计是微型反应堆，可在一至数十年期间提供几十千瓦的电力。当前的重点是使用低浓缩铀燃料或高测定的低浓铀燃料。

美国国家航空航天局空间核技术组合经理Anthony Calomino说：“美国国家航空航天局的优先重点仍然是设计、建造和演示一个低浓铀裂变表面动力系统，该系统在月球表面计划以及我们最终的人类火星任务中具有广泛的应用。该系统可扩展到100千瓦以上的功率水平，并有可能推动核电推进系统的需求。”

通用原子全球公司（General Atomics Global Corporation）首席执行官Vivek Lall说：“使用核裂变反应堆，进行连续多年的连锁反应，对于太空推进和地球外地面动力来说都是不可避免的。”

“原子用于太空：用于太空探索的核系统”网络研讨会于今年年初举行，为期两天，来自六十六个国家的五百多人参加了本次研讨会。