出品：川陀太空

20世纪60年代，核火箭唯一能用的燃料是高浓缩铀，而现在工程师们认为可以用低浓缩铀来供能。低浓缩铀将更加安全，因次更多的火箭获得了测试飞行的机会。使用低浓缩铀也使捕获废气中的放射性粒子并妥善处理它们变得更容易，总之，成本将会大大降低。2019年5月22日，美国国会批准了用于开发核火箭的1.25亿美元，虽然这个项目对2024重返月球的阿尔忒弥计划没有起到什么帮助作用，但是让NASA有了足够的资金去推进其热核动力研发计划，包括与太空演示有关的时间线，以及使核火箭能够运行的推进和动力系统。

核裂变是利用原子能的一种方法。当然，它需要用到浓缩铀并且会产生有毒的放射性物质。那么核聚变呢？在氢原子被压缩成氦并释放能量的过程中会产生污染吗？太阳由于其巨大的质量与核心温度，已成功地实现了核聚变，但人类一直无法实现可持续的、正能量的核聚变。

在欧洲，像ITER这样的大型实验有望在未来十年内维持核聚变能源。在那之后，我们可以想象小型化的聚变反应堆被到核火箭中发挥裂变反应堆一样的作用。但即使不能让聚变反应堆达到净能量为正的程度，它们仍然可以为火箭提供巨大的加速度。也许我们不需要等上几十年。普林斯顿等离子体物理实验室的研究团队正在研究名为直接聚变驱动的概念，他们认为该研究可能很快就能成功。

直接聚变驱动基于2002年由塞缪尔-科恩开发的普林斯顿场反向结构聚变反应堆。磁性容器中包含热等离子体氦-3和氘。氦-3在地球上极为稀有，也很有价值，因为它的聚变反应不会产生与其他聚变或裂变反应堆相同数量的危险辐射或核废料，与裂变火箭一样，聚变火箭将推进剂加热到高温，然后在背面爆炸，产生推力。

它通过把一堆包含旋转的热等离子体的线性磁铁排列在一起来工作。等离子体周围的天线被调谐到离子的特定频率，并在等离子体中产生电流。它们的能量被激发到能将原子融合的程度，并释放出新的粒子。这些粒子在安全壳场内游荡，直到被磁力线捕获，并在火箭尾部加速。理论上，聚变火箭每兆瓦能提供2.5到5牛的推力，比冲为1万秒——记住，裂变火箭的推力为850牛，而化学火箭的推力为450牛。聚变火箭还将为远离太阳飞行的航天器供能，因为太阳能电池板效率不高。

直接核聚变驱动火箭能在2年内完成携带10吨物资前往土星的任务，或者在4年内完成携带1吨物资从地球前往冥王星的飞行任务。完成同样任务的新视野号需要近10艘。由于它的聚变反应堆具有一1兆瓦的能量，它也将在飞船抵达目的地后为所有的设备提供电力。远远超过目前旅行者号和新视野号航天器所携带的核电池的能量。

试想一下，有了这项技术，不管什么样的星际任务，我们都可以将它们提上日程。核聚变驱动系统并不只有普林斯顿卫星系统一个。应用聚变系统已经为核聚变发动机申请了专利，该发动机可以为航天器提供推力。

几十年前NASA为了缩短飞行时间就测试过核火箭了，但现在看来这项技术又回来了。接下来的几年中，我希望看到新的硬件以及新的核热推进系统的测试。我对核聚变将人类带到其他星球可能性感到非常兴奋。和往常一样，请继续关注，我会让你知道什么时候我们能真正在太空中遨游。