1961年，美宇航局和美国原子能委员会共同成立了航天核推进局。就这样，火箭飞行器用核引擎诞生了。发动机的核心由铀235燃料渗透的石墨构成，铀原子裂变产生能量。
自从核能被开发以来，各种核动力平台也都研发过，比如核动力飞机、核动力火箭、核动力舰艇等，今天我们就来说说核动力火箭。核动力火箭狭义上的说法可参照美国原子能委员会和NASA共同研发的NERVA火箭飞行器用核发动机，该发动机以铀235为核燃料，通过核裂变释放能量。使用核裂变作为动力来源，也说明NERVA火箭飞行器用核发动机存在辐射风险，这不利于人类长时间在太空中航行。
图注：NERVA火箭飞行器用核发动机整体结构
图注：苏联也建造了RD-0410核热发动机，核辐射提醒标志非常梦想
同时，如果该发动机在发射失败之后坠入大气层，那么对环境造成的危害也更大。广义上的核动力火箭已经得到升级，比如核脉冲推进技术，通过释放小型核爆作为航天器前进的推力，还有核聚变火箭，那么辐射隐患就可以消除了。
核动力火箭提出背景
核动力火箭在1952年就开始提出了，美国陆军部就通过曼哈顿计划尝试过核裂变反应的效果。参与该绝密计划的科学家成功进行了首次核爆炸，并将两颗原子弹投掷至日本长崎和广岛市，为二战太平洋战区画上句号。二战后，美国科学家和工程师面对强大的核裂变能量，都需要转换一种新思路。首先想到的是核动力飞机，如果一架飞机的驱动力是核燃料而非航空燃料，那么将延长飞机停留在高空的时间，可以随时随地发射巡航导弹等。一些科学家都觉得拥有了核飞机，就将统治了天空。另一个思路就是研发核潜艇，称霸海洋也不在话下。
图注：研发核动力火箭之前，先有核动力飞机
1945年，美国陆军空军着手对核动力飞机进行研究。美国国家航空咨询委员会于1951年对此进行了进一步探索，并将核计划的控制权移交给了原刘易斯飞行研究中心。主要原因是因为后者邻近Plum Brook测试基地，这里配有核聚变实验的一系列设备。
1956年，美国国家航空咨询委员会正式批准美国原子能委员会进行核试验，与此同时也时刻关注着核飞机的进展。五年后，该基地已经将不必要的障碍建筑扫除完毕，一切准备就绪。这时，核动力飞机的美梦破碎。因为苏联就要成功建造核飞机的谣言被破除，当时的美国总统肯尼迪就也没有因此放松警惕，毕竟在未来实现军用核动力飞机的可能性极小，但在核动力火箭上研发的概率较大，也具备可行性，于是核动力火箭开始提上研发议程。
图注：1967年12月，NERVA核动力发动机在2270 K、1100 MW下完成60分钟耐久测试
图注：1965年1月，核动力发动机测试时发生爆炸
核动力火箭优势和技术难点
1961年的美国采用的是化学火箭，即专门为水星任务建造的火箭：水星-红石号和水星-阿特拉斯号。不过化学发动机无法产生太大的能量，想要发挥最大效力，就需要行星的最佳排列才行，这种最佳排列的发生概率是大概每两年出现一次。化学火箭的另一个弊端是承载的燃料十分有限。如果燃油加重，甚至还没有出发就已经耗尽。核推进力却完美地解决了这些问题，它不需要成吨地燃烧燃料，只需要原子裂变并释放动能就可以产生足够的能量，提供给发动机强大的比推力。
简而言之，比冲的秒数越高，火箭的成本就更低，效率就更好。1960年代化学能火箭的比冲在300至450秒，如果使用核动力火箭，比冲为800至900秒，效率方面是化学能火箭的两倍。相比效率低下的化学火箭，核火箭能够缩短太空飞行时间，还能缩短宇航员遭受宇宙射线影响的时间，从而减缓在微重力环境下宇航员的肌肉萎缩情况。不过我们不能忽视宇航员接近核动力装置时遭遇的放射性威胁，这也是核火箭运用的最大难题：无法确保宇航员不受核辐射的影响。
图注：核动力发动机在技术上没有问题
1961年，美宇航局和美国原子能委员会共同成立了航天核推进局。就这样，火箭飞行器用核引擎诞生了。发动机的核心由铀235燃料渗透的石墨构成，铀原子裂变产生能量，能量经由铍反射器围绕在核心四周。泵输送氢至火箭发动机喷嘴，氢从裂变后的铀原子中获取能量，加热至大概4000摄氏度，从而产生推力，如此高的温度和温度的两极分化也有可能会影响核裂变过程。有了核火箭的推进力，人类到达火星就比较容易实现。
到了1968年，火箭工程师对火箭飞行器用核引擎的准备工作基本完成，其载荷量可达150吨。此后冯-布劳恩提出了一个大胆设想，让12名宇航员各自乘坐两枚核动力火箭前往火星，这两枚火箭都由火箭飞行器用核引擎驱动，发射日期为1981年11月，到达火星的日期为1982年8月。然而，由于载人太空飞行的预算和时间成本过高，萌发于阿波罗时代的太空幻想在20世纪70年代陷入泡影。如果冯-布劳恩没有在1977年去世，经历二战、冷战的那些顶级火箭工程师，从技术上说完全有可能让人类抵达火星，昙花一现的核动力火箭险些改写教科书。
图注：如果冯布劳恩没有去世，说不定人类已经实现了抵达火星
图注：图注：如果冯布劳恩没有去世，说不定人类已经实现了抵达火星
核动力火箭有望涅槃
肯尼迪在1961年5月的国会演讲中提到了研发用于月球探测的核动力火箭，这句话给未来探索太空充满激情的人类一个郑重的许诺。在演讲中，核火箭的提及顺序排在登月许诺的后面，因为太空竞赛也算国家之间的一场由苏联发展核武器引发的冷战。时隔半个世纪后，美国国会在2019年末达成了一项开支法案。在这项法案中，专门划拨了1亿美元给美国宇航局用作开发核动力火箭发动机。虽然大众舆论对核材料的反响一直很剧烈，但对于太空探索领域，却显得宽容得多。
图注：NASA最新提出的核动力火箭
图注：NASA核动力火箭目标是探索火星以及火星轨道之外的太阳系天体
好奇号探测器是美宇航局众多以核材料为动力来源的探测器之一，多功能放射性同位素热电池可以实现钚238和电能之间的转换。航天器的核动力和核电站肯定是不一样的，但与危险材料为伍也颇具挑战性，随着核聚变技术的成熟，未来核动力火箭应该以核聚变为主要动力，这是比较靠谱的。
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