雖然人類早在幾十年前就造出了N1、土星5巨型運載火箭，現在的“星艦”和“超級重型”組合起來的亞完全體高度甚至達到了120米級，但采用的依然是傳統的化學能源，靠燃燒推進劑來産生推進力，比沖小，速度慢。而真正要進行星際旅行，不說曲率引擎、反重力發動機，至少核熱火箭是需要的。

土星5和星艦亞完全體

所謂的核熱火箭，是指用核反應堆替代液體火箭發動機中的化學燃燒室，利用原子核反應釋放的熱量，直接加熱推進工質，通過擴張噴管向後高速噴出，從而産生巨大推力，而核熱火箭的推進工質包括氣态氫、水和其他電離氣體，其中美國目前着力的方向主要是氫和水。

核熱火箭的工作原理

美國對核熱火箭的研究，最早始于1955年，沒錯，66年前，他們就已經在研制這種科幻的火箭了。而推出的核熱火箭發動機，包括早期ROVER計劃中的“幾維”核熱火箭試驗發動機、“太陽神”核熱火箭發動機、“山雀”核熱火箭發動機；NERVA計劃中的NERVA NRX核動力火箭試驗發動機、Experimental核熱火箭發動機和SNTP計劃、SEI計劃，也就是說至少有4個項目，7個系列。

KiwiA Prime核熱火箭發動機

其中“幾維”核熱火箭試驗發動機的研制時間在1959年到1964年，一共制造出了8台核熱火箭發動機。但是在早期，美國人也有自知之明，這8台核熱火箭發動機全部不上天，隻在極度保密的沙漠地區進行地面試驗，就像新西蘭的幾維鳥一樣，不會飛且晝伏夜出，所以美國的航天科學家們用“幾維”這個名字，來命名他們的第一個核熱火箭發動機項目。

KiwiA Prime核熱火箭發動機測試瞬間

而“幾維”核熱火箭試驗發動機又可以細分為KiwiA Prime、KiwiA3、Kiwi B1A、Kiwi B1B、Kiwi B4A/D/E，差不多一個型号一台，功率從70MW到1000MW不等。等到了1965年的“太陽神”熱火箭發動機，最大功率已經提高到1090MW至4082MV，可謂進步神速。

“太陽神”熱火箭發動機

值得一提的是，不要以為核熱火箭就很省推進工質，實際上，在KiwiA Prime的以70MW功率運行5分鐘的測試中，每秒鐘噴出的氣态氫達到3.2公斤，90MW功率運行時，每秒的氫氣流量為3.81公斤。有意思的是，當功率進一步增加，達到92MW時，氫氣流量反而下降到每秒2.36公斤。但即便這樣，5分鐘就是接近1噸的重量。注意，這隻是一台發動機的消耗，真正的核熱火箭，會有很多台發動機。

美國KIWI-B4A 核熱火箭發動機

而在ROVER計劃試驗的同時，美國還啟動了NERVA計劃，其目标是研制可以載人登月的核熱火箭發動機，其中的NERVA A2發動機，比沖達到811s，功率也都達到了1000MW以上，但是由于堆芯功率密度和燃料最高工作溫度較低，從而造成了發動機系統的體積和質量較大，比沖較小，難以完成未來航天器任務，所以全部停留在地面試驗階段。

美國NERVA 核熱火箭發動機

而現在，美國新一代核熱火箭發動機的SNTP計劃、SEI計劃，正在朝着小型化、模塊化、雙模式化方向發展，已經具備了飛行驗證試驗和空間應用的技術基礎。不僅如此，他們還同時在研制可控核聚變火箭發動機，這是比核熱火箭更先進一個緯度的存在。未來，美國的運載火箭将形成傳統的化學火箭、核熱火箭、等離子火箭（霍爾推進器、網格離子發動機）和可控核聚變火箭共存的局面。當然，這個未來還有多久，就要看美國的決心和能力了。

DRA5核熱火箭火星飛行組合體

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