为了完成将我们带回月球、火星和更远的任务，NASA一直在探索一系列下一代推进概念。虽然现有的概念有其优点——化学火箭具有高能密度和离子发动机非常省燃料，们对未来的希望取决于我们寻找组合效率和动力的替代品。
艺术双峰式核火箭概念图，使之成为月球，火星，和其他太阳系的目的地。图片：NASA
为此NASA马歇尔太空飞行中心的研究人员再次期待开发核火箭。作为美国航天局游戏变革发展计划的一部分，核热力推进（NTP）项目将看到创建高效率的航天器，能够使用较少的燃料将重载荷提供给遥远的行星，并且在相对较短的时间内。
正如美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心NTP项目项目的Sonny Mitchell在最近的NASA新闻发布会上说的那样：当我们进入太阳系时，核推进可能提供了唯一真正可行的技术选择，将人类延伸到火星表面和其他世界，我们很高兴能从事技术开发，为人类探索开辟了广阔的空间。
核反应堆(如图所示)正在被美国宇航局的马歇尔太空飞行中心审议用于未来可能的任务。图片：NASA
为了了解这一点NASA已经与BWX技术公司(BWXT)建立了合作关系。BWX是一家总部位于弗吉尼亚的能源和技术公司，是美国政府的主要核部件和燃料供应商。为了帮助NASA开发必要的反应堆，以支持未来可能的载人火星任务，该公司的子公司(BWXT核能公司)获得了一份为期三年的合同，价值1880万美元。
在他们将与NASA合作的这三年里，BWXT将提供实现NTP技术所需的技术和方案数据。这将包括制造和测试原型燃料元件，并帮助NASA解决任何核许可和监管要求。BWXT还将帮助美国国家航空航天局的规划者们解决可行性问题，并提供他们的NTP项目。
在一个NTP火箭中铀或氘反应被用来加热反应堆内的液态氢，将其变成电离的氢气体(等离子体)，然后通过一个火箭喷嘴引导它产生推力。另一种可能的方法，称为“核电力推进”(NEC)，涉及的是相同的基本反应堆，将热能和能量转换成电能，然后再为电力发动机提供动力。
在近地轨道上，艺术概念是双峰式核热火箭。图片：NASA
在这两种情况下火箭都依靠核裂变来产生推进力，而不是化学推进剂，这是NASA和其他航天机构迄今为止的主要动力。与这种传统的推进方式相比，这两种类型的核发动机都有许多优点。第一个也是最明显的是与火箭燃料相比它所提供的能量密度实际上是无限的。
这将减少所需的推进剂总量，从而减少发射重量和单个任务的成本。一个更强大的核引擎意味着减少飞行时间。美国国家航空航天局已经估计，NTP系统可以将火星的航行时间缩短为4个月，而不是6个月，这将减少宇航员在旅途中暴露的辐射量。
使用核火箭探索宇宙的概念并不新鲜。事实上美国国家航空航天局(NASA)已经在太空核推进办公室(Space nuclear propulsion Office)中广泛探索了核推进的可能性。事实上在1959年到1972年之间，SNPO在内华达州的Jackass Flats在AEC的内华达试验场的核火箭开发站进行了23个反应堆测试。
1963年SNPO还为火箭运载火箭应用(NERVA)项目研制了核动力发动机，以研制用于远程载人登月和星际空间的核动力推进装置。这导致了NRX / XE的诞生，这是一个核热能引擎，SNPO已经证明了它满足了对火星任务的要求。
一种双峰式核火箭减速以建立环绕火星的轨道艺术概念图。图片：NASA
苏联在20世纪60年代进行了类似的研究，希望在他们的n - 1火箭的上一级使用它们。尽管有这些努力但由于预算削减、公共利益的丧失以及阿波罗计划完成后的太空竞赛，没有任何核火箭进入服役。
但考虑到目前对太空探索的兴趣，以及向火星和其他地方提出的雄心勃勃的任务，似乎核火箭最终可能会看到服务。正在考虑的一个流行的想法是一个多级火箭，它将依赖于一个核发动机和常规推进器即一个被称为“双峰宇宙飞船”的概念。这个想法的主要支持者是美国宇航局马歇尔太空飞行中心的Michael g . Houts博士。
2014年豪茨博士做了一个报告，概述了双峰火箭(以及其他核概念)是如何代表“太空探索的改变游戏规则的技术”。作为一个例子他解释了太空发射系统(SLS)美国国家航空航天局(NASA)提出的火星任务计划中的关键技术——可以在较低的舞台上配备化学火箭，在上舞台上安装一个核热机。
在这种情况下核发动机将保持“冷”，直到火箭达到轨道，在这一点上，上阶段将被部署，而反应堆将被激活以产生推力。报告中引用的其他例子包括可以探索太阳系外太阳系和柯伊伯带的远程卫星，以及在整个太阳系中快速高效的载人飞行。
该公司的新合同预计将于2019年9月30日到期。届时核热推进项目将决定使用低浓缩铀燃料的可行性。在此之后该项目将花费一年的时间来测试和改进其制造必要燃料元件的能力。如果一切顺利我们可以期望NASA的“火星之旅”可能包含一些核发动机！
参考：NASA、BWXT、Universe today
作者：Matt Williams
编译：中子星
审校：博科园
