俄罗斯特罗伊茨克创新与热核研究所（TRINITI）正在测试的这台“核能等离子发动机”，一旦投入使用，航天器巡航速度可达每秒 100 公里，是今天化学火箭的 20 倍。按这一速度，地球—火星单程飞行有望从现有的 6～9 个月压缩到 30～60 天。
01
核能火箭
传统火箭，本质上是靠剧烈的燃烧把推进剂迅速加热、膨胀后高速喷出，这种方式简单粗暴，推力大但效率低：
有效排气速度上限约 4.5 km/s，决定火箭“跑不快”。
推进剂质量占比高达 80%～90%，决定火箭“跑不远”，连太阳系内的航行都难以支持。
自从人类成功研制原子弹之后，美苏都开始探索太空核能应用。20世纪60年代美国开展ROVER及NERVA项目，开发用于深空任务的核热推进发动机并完成地面验证。苏联在同时期以“RD-0410”发动机为核心，形成了完整的空间核火箭研发体系。
这类发动机通过核反应堆加热氢气，使其膨胀后高速喷出产生推力，喷气速度提升到 8～9 km/s，比冲接近化学火箭的两倍。但两国均因预算削减及化学火箭技术成熟而终止了核火箭的研究。
近年来，随着载人深空探测需求升温，核推进被视为“可预见的突破性方案”，核推进系统再度引起各航天大国的重视。
02
磁等离子体火箭发动机
把电能直接变动能
俄罗斯原子能国家公司凭借其在核电推进领域的雄厚积累，研发了这台以氢为动力的磁等离子体加速器的火箭发动机。新型发动机不再走“核热加热”老路，而是走“核电–电磁加速”路线。
他们的紧凑型核反应堆能将热能转化为电能，为发动机提供充沛的动力，功率300千瓦，峰值功率达520千瓦。
发动机以两个高压电极为基础，以氢为工质，用脉冲燃气阀控制流量，在放电腔内电离成等离子体。以强电场和磁场共同作用，将带电粒子（电子和质子）加速到100km/s后高速喷出推出。由于加速过程不依赖高温燃气，发动机结构温度远低于核热方案，材料寿命与可靠性显著提高。
另外，以氢为工质，因其原子很轻，能在不消耗大量工质的情况下达到很高的速度。另外，氢是宇宙中最广泛的元素，星际航行中很容易得到补充。
性能对比一目了然
03
未来角色
星际快车＋太空拖船
项目研究员埃戈尔·比留林说“火箭离开地球仍需化学火箭，但进入深空后，我们只需要几缸液氢，就能把航天器速度再提高一个量级”。按计划，该发动机除用于载人火星、小行星探测外，还可充当“太空拖船”，为大型卫星、月球与火星货运提供低成本、高效率的轨道转移服务。
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编辑｜张毅
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