火箭推進劑革命

人類目前的火箭推進劑技術還停留在化學推進階段，主要使用的推進劑有液體推進劑（如液氫-液氧、煤油-液氧）和固體推進劑，它們都有各自的優點。例如，固體推進劑可以在常溫下保存，不像液體推進劑需要低溫保存。但是，固體推進劑一旦被點燃，就會像彩彈煙花被點燃一樣燃燒不停。另外，固體推進劑的燃燒效率比液體推進劑低。

目前，我國新一代運載火箭廣泛采用的是無污染的煤油-液氧、液氫-液氧等液體推進劑。2023年7月12日，我國朱雀二號遙二火箭圓滿完成了發射任務，這次發射使我國成為世界上首個掌握液氧甲烷推進劑火箭技術的國家。

化學推進劑被載人航天活動廣泛采用，卻也阻礙了人類進一步探索深空的進程。這是因為，如果我們希望火箭能抵達更遠的目的地，火箭就需要更高的加速度和更久的加速時間，也就需要攜帶更多推進劑。根據齊奧爾科夫斯基火箭方程式，化學火箭加速度的線性提升，伴隨的是推進劑質量的指數提升。

況且，深空探索活動的減速階段也需要消耗推進劑。火星探測器前往火星，需要達到在太陽系行星軌道上運行的速度，即第二宇宙速度（11.2千米/秒）。在“長征五號”火箭的加速下，“祝融號”火星探測器被加速到了第二宇宙速度。當火星探測器靠近火星時，則需要減速，從而被火星引力俘獲，減速過程也需要耗費大量推進劑。化學推進劑的能量密度無法繼續滿足人類探索深空的需求，為此，核能推進方案被提出。

目前主流的核能推進方案主要分為核熱推進和核電推進兩種，前者利用裂變反應堆產生的熱能將氫氣加速到極高速度并噴出，從而產生推力；后者利用核裂變反應堆產生的熱能發電，并將氫氣加速噴出。

相比化學反應，核反應釋放的能量是驚人的。1克放射性鈾通過裂變反應釋放的總能量，是1克化石燃料完全燃燒釋放能量的上百萬倍。如果采用核能推進，人類就有望擺脫太空探索不得不攜帶大量推進劑的困境。