你的背包690
核动力火箭前景非常光明，人类并不是不想制造核动力火箭和飞船
先看一个消息
想登录月球依靠未来新一代液体燃料火箭当然是可行的。NASA下一代SLS火箭近地轨道载荷达到70吨(未来可以扩展到130吨)，足以满足未来载人登月计划的需求。
右数第三个是NASA的SLS火箭，右二则是space x的下一代猎鹰巨型火箭，右一是space x的猎鹰超级火箭
但是要载人登陆火星，即使是最先进的猎鹰超级火箭性能(space x猎鹰重型火箭的下下一代火箭)依然比较勉强。实际上猎鹰超级火箭只能算勉强满足登陆火星的要求。
虽然猎鹰超级火箭近地轨道载荷达到550吨且火箭一二级均可回收，以现在的液体火箭技术来说是惊人的黑科技(近地轨道载荷是土星5的5倍且可回收，太可怕了……)，但地球与火星的距离为5500万千米至四亿千米之间，是地月距离的100倍以上，以液体火箭300–500s的比冲需要至少半年甚至几年才能到达(地球和火星处于最近距离的现象15年才会出现一次)。这需要的时间实在是太久了……这么久的时间，氧气食物和水已经成了严峻的问题，况且还有辐射、太空病等种种挑战。即使可以通过在近地轨道补充的方式解决燃料的问题，依靠化学火箭登陆火星依然是困难重重。
化学火箭实际上已经是昨日黄花，未来的SLS火箭和巨型/超级猎鹰只不过是化学火箭的最后挣扎而已。化学火箭可以勉强满足载人登陆火星的要求，但登录是更远的土星木星天王星海王星(的卫星)则是不可能完成的任务。要想实现载人探索比火星更远的行星，必须使用核火箭。 
地球到木星的最短距离是到火星的7倍……化学火箭，你该退休了
火箭发动机的比冲和燃料携带量决定了火箭的最终速度。即使是现有比冲最好的液氧液氢火箭发动机，比冲也只有四百出头。而核火箭中最差劲之一的核热火箭的比冲也依然高达800s以上升级款可以轻松超过900s(而且这还是几十年前的技术)，更高级一点的气态核心裂变反应堆比冲更是可以达到5000s–10000s，远超核热火箭。
最近的几个消息也表明了NASA的态度，下面贴两个新闻。
新闻1:
据航空航天日报&防务报告2015年9月7日报道，美国国家航空航天局（NASA）再次评估利用核热火箭（NTR）执行深空任务的可能性。NASA核热火箭技术研发项目计划NASA正在资助一个技术研发项目的第二阶段工作，计划执行成功的地面试验，并在10年内最终实现一台小型核热火箭发动机的飞行试验。
新闻2:
美国宇航局经历了半个世纪的努力来打造一种能够在太空中使用的核反应堆，而且刚刚完成了一次新设计的测试。这台新反应堆名为Kilopower，它的下一个里程碑有可能是在2020年代的某个时间开启太空飞行。
第一个新闻是美国在1954年开启的核热火箭计划的延续，使用了当时的技术。第二个新闻里面的核反应堆则是核分裂电推进引擎的基础。这说明美国已经开始为他们的火星登陆计划准备下一代的核火箭了。
那么这两个计划到底能不能成功就要看美国的技术积累和两种核火箭的难度了。
先从核热火箭说起
核热火箭是以核裂变燃料产生热，加热燃烧室中的工作流质（即推进剂）使其喷出。通常采用分子量最低的氢作为获得反作用力的工作流质以求得最高的喷气速度。美国在六零年代曾经进行过一项称之为「核引擎火箭推进系统应用」的研究计画，（Nuclear Engine for Rocket Vehicle Applications,NERVA）测试过这类核子火箭的可能性。
NERVA第一阶段计划从1955年开始，经历了KIWI A到KIWI B的前期探索(在这个阶只是解决了核热火箭的技术难题，并没有研制出实用型号)，后续的PHONEBUS计划和NRX计划则研制出了实用机(实际上这两个计划是独立且几乎同时进行的)。NRX计划在1969年底已经完成六座反应堆，前五座用于技术验证试验，第六座则是可正式飞行的实用化NRX–XE核热火箭发动机。
在美国进行的完全对应空间飞行的测试中，NRX–XE产生了244千牛的推力，真空比冲达到820s，连续工作了90分钟，其中全功率工作时间达到了11分钟，如果不是用完了测试基地的液氢，试验时间可以更长。
最终NERVA计划第一阶段的成品NRX–XE的标称功率为1500兆瓦(福特级航母的发电功率只有150兆瓦)，真空比冲825s，可以重新启动十次，工作时间为一小时(可以更久，实际上是作为公质的液氢携带量限制了工作时间)，性能远远超过现有的化学火箭(现有的液体燃料化学火箭连续工作时间不超过3分钟，固体火箭更短。而且化学火箭的比冲也远比核热火箭差)。
可以说美国在1970年已经可以制造出实用的核热火箭，现在有需求的话只需要10年的时间就能造成更先进的成品核热火箭发动机。美国在这方面的技术积累非常深厚，重启研究不会遇到难以解决的困难。
核裂变电推进方面也没有难以克服的困难
这种系统简单的来说，就是用核电站发电，以电力来加速发射带电粒子来获得推力。当然这个核电厂的体积和重量必须缩小到能够装进太空船中才行。而小型核电站已经算是相当成熟的技术了，例如目前最小的核潜艇排水量不到1000吨(美国很早就建造出核动力载人深潜器)，因此基本上此类系统问题并不大。
核裂变电推进发动机发射的带电粒子则可从电子到各式离子与电浆等范围，视需求而有不同。基本上为求得较高的推力与较快的加速度，工作流质以质量较重的金属离子或电浆为主。若是要求效率的话则就以发射较轻的粒子如氢离子来得到较高的喷射速度。
电推进系统使用的霍尔推进器
这类电推进系统的比冲非常大，以光电池等一般动力输出得到的比冲值已经可以达到1000秒~10000秒之间，况且其潜力远不止于此，若是能以核分裂动力提供源源不绝的能源来加速很轻的带电粒子，则具有把比冲提高到100000秒的潜力。
虽然核裂变电推进系统有非常巨大的优点，但其缺点也很突出。这种系统的缺点是推力非常低，其为了效率必须使粒子加到极高的速度喷射，但粒子的质量非常小，单位时间内能喷射的粒子质量有限因此获得的推力很低。故采用此种系统的太空船加速度会非常低，一般大约在 10的负5次方个 G左右。因此必须持续数周到数月的加速才能达到设计上的最高速度，同时也不可能推动太空船从星球表面起飞。
将核热火箭和核裂变电推进系统结合起来，就可以克服二者的缺点，得到既能从地面起飞又有较高比冲的复合发动机系统。而这在几十年的时间里是可以实现的。
上面两个系统只是核裂变火箭发动机中技术难度比较低的。就核裂变热推进系统而言，理论上具有另一种较为优秀的引擎存在，即气态核心反应炉。这是相对于NERVA 计画中使用的固态（石墨或者氧化锆慢化剂）核心反应堆而言，以铀电浆与氢混和的气态炉心反应堆。其比冲潜力在5000秒~10000秒之间。
这类引擎的困难与受控核聚变反应堆有点类似，皆为炉心高温气体的处理相当麻烦。不过由于其并没有进行核聚变，气体温度仅约摄氏数万度，远较核聚变堆的数千万到上亿度为低，因而难度低了许多。
气态核心裂变火箭发动机实际上是磁约束核聚变火箭发动机的技术超简化版
气态核心裂变发动机的缺陷是有较高的辐射危害。气态核心裂变核火箭依靠核裂变反应产生的能量将核反应堆芯的气态混合物和氢气混合后喷出获得推力(混入的氢气多则推力变大但比冲会因此减小，混入氢气多了喷气速度会降低进而影响比冲)。因喷射的是堆芯里的高温气体和氢气的混合物，会有辐射污染(核热发动机喷出的是氢气，污染很小)。因为污染，这种发动机可能不能在大气层中使用，不过太空和其他行星不存在核污染的问题，如果人类可以在火星月球建立基地，那么这种发动机将是非常好的选择。
很多航天人心里梦寐以求的火箭发动机则是核聚变火箭发动机。核聚变反应堆现在主要有两个技术路线，一个是以托卡马克为代表的磁约束核聚变堆，一个是以激光惯性约束核聚变为代表的惯性约束核聚变。
托卡马克技术经过多年的研究已经快要成熟，下一代的ITER和CFETR已经非常接近实用聚变堆(与实用聚变堆相比只是缺少发电装置)，不过磁约束聚变堆体积过于巨大(ITER整个系统自重超过万吨)可能不适合用在火箭上，未来适合太空飞船的可能是激光惯性约束核聚变堆。
托卡马克系统过大的体积可能不适合飞船或火箭使用
美国的国家点火装置就是激光惯性约束核聚变试验装置实用化的激光惯性约束核聚变火箭发动机每秒会用激光成百上千次的点燃微型聚变燃料块，微型燃料块发生核聚变后产生的能量可以推动火箭或者飞船加速前进。现代的激光技术有了很大的进展，美国为六代机准备的超高功率密度的激光器已经接近完成，这种激光器在200kg的重量和极小的体积内实现了上百千瓦的功率，功率重量比达到了每公斤1千瓦以上(这还是几年前的数据)。军用技术的进步一直推动着民用技术的发展，现代计算机和互联网都是军转民获得成功的例子，未来激光武器的蓬勃发展也会给激光惯性约束核聚变堆带来突破。 现在中国和美国都开展了惯性约束核聚变堆的研发(美国的国家点火装置中国的神光)，虽然这些项目离最终的成功还有一定距离，但人类为了航天事业的发展一定会克服重重困难取到上帝之火。
未来化学火箭可能会发展最后的两代，即500吨级的可回收火箭和1000吨级的可回收火箭，之后就全面转向核火箭的研发。即使制造出载重1000吨的超级化学火箭，也无法改变化学火箭比冲低的弊病。低比冲意味着火箭无法达到较高的速度，这就导致搭载化学火箭发动机的飞船飞往火星等地外行星需要更久的时间，进而限制航天事业的发展，即使是最差劲的核热火箭比冲依然是化学火箭的两倍以上。核火箭发动机的高比冲不仅仅只有可以节省大量的时间这一个优点，低燃料消耗也意味着高运载质量，不论是哪种核火箭都可以极大提高人类的太空发射能力。1000吨级的化学火箭实用要等到2040年以后，此时受控核聚变可能会有非常大的进展，即使核裂变火箭发动机计划因为辐射的原因而被取消，核聚变火箭发动机也会逐渐开始发展。当一个技术发展到瓶颈时(前提是有较大的需求)必定会有新技术的突破，航天技术也是一样的。发展陷入瓶颈的化学火箭必定会被核火箭替代。
人类航天的未来必定是属于核火箭的。固守化学火箭就像工业时代时固守农耕文明一样，是完完全全的短视，人类想要进入太空时代必须尽快发展核火箭，这是不变的真理。
未来的太空战舰必定是核动力驱动
至于核动力宇宙飞船或者战舰，不是人类不想造，而是技术达不到要求。 一般舰船排水量(质量)要达到1000吨以上，现在最的人造太空飞行器国际空间站总质量也只有400吨左右，起飞重量最大的单体飞机安225的最大起飞重量也只有640吨，将1000吨以上的飞船送上太空在现在看来是难以想象的。
除了宇宙飞船的重量和体积问题，宇宙飞船的动力系统也是一道天险。如果要推动一艘1万吨且有10km/s速度的飞船以3g的加速度加速需要3000000兆瓦(三百万兆瓦)的功率，一艘福特级航母的反应堆发电功率只有150兆瓦，两者差了20000倍。即使使用NERVA–XE火箭发动机也需要2000台才能达到如此之高的功率。可能世界上所有军舰的动力系统的功率加起来也达不到三百万兆瓦。
福特级航母的
发电功率可能只有未来小型太空飞船的20000分之一
建造太空飞船所需要的技术是现代人难以想象的，就像是第一工业时代的人们无法想象飞机、二战时候的人们无法想象电子计算机一样，太空飞船可能对我们来说是下一个科技时代的技术。
不过我们也不必因此而悲观，下一个技术大突破可能很快就要到来。量子计算机已经研究了几十年，很多理论方面的研究已经结束，十年内就可能有实用化产品出现。但量子计算机进入民用方面可能还需要30年的时间(军用计算机和民用计算机也差了30年左右的时间)。中国的CFETR计划则代表着受控核聚变方面方面的未来(ITER由于是国际合作项目各方矛盾较多导致完成时间严重延后)。CFETR计划已经在2017年末正式立项，计划投资1000亿人名币，将在2035年建成等离子体温度达到1亿度且持续时间长达1000s，输出能量与输入能量之比≈25的聚变试验堆。受控核聚变和量子计算机的发展将是人类技术的一次巨大的进步，受控核聚变能解决人类社会最为重要的能源问题，量子计算机可以解决计算问题，这两个技术相互促进足以让人类打开下一个时代的大门。
200年前人类还是农耕时代，120年前人类还是蒸汽时代，80年前人类还是电器时代，几百年前人类无法想象出科学技术有多大的进步，而现在也一样。科技发展表面上的停滞不一定只是技术的止步不前，它更可能是技术大爆炸前夕短暂的宁静。
超视距天波雷达
当今最拥有大动力的能源莫过于核能了，列如核动力航母就要比一般的动力航母的续航时间长的多，速度也更快，而核潜艇在水下停留的时间是一般动力潜艇的两三倍。海洋中已经实现核动力战舰和潜艇，那么为是否在空天领域可以建造相应的核动力飞船或者火箭哩？
其实并不是单纯的看核动力好就是可以随意的往任何东西按，首先核动力的航母或者潜艇，它们是通过核能产生热量来代替蒸汽机的燃料。通俗点说就是蒸汽机不烧煤炭这种传统燃料了，改成核热。不过人家的原理没变，仍然是蒸汽机原理。而宇宙飞船后者火箭是啥原理，是通过航天发动机的高运转和空气产生强大的推力，所以现在都是通过燃烧燃料，给空气增温，导致压力差，压力的发作用了推动飞行器的。
抛开原理的问题不谈，核动力还是难以安装在火箭和飞船上。目前，所有的核动力载体都需要加装大型的和反应堆，而无论是火箭还是宇宙飞船要想脱离地球引力就注定不能携带过重过大的装置，所以核动力的小型化是能不能实现的前提。另外一个就是核动力的安全问题，且不论出现使用错误导致太空核爆炸这样的极端情况，关键是对飞船本身的辐射以及对工作人员辐射的问题怎么解决。毕竟越高精尖的产品技术就越复杂。就算到时候解决了核反应堆小型化的问题了，也不是代表就一定可以建造核动力宇宙飞船。因为在航天材料以及与其它航天设备的应有上该如何兼容都是要考虑的问题。所以当下还是解决核动力在地面上的安全问题吧。
楠竹一
核动力航母和核潜艇，是利用核能产生热量来代替蒸汽机的燃料。说白了就是蒸汽机不烧煤炭这种传统燃料了，改成核热，但是原理仍然是蒸汽机原理，运用到航天发动机上是极其困难的，航母和潜艇在水里螺旋桨旋转和水产生推力。飞机的发动机高速运转和空气产生推力。而航天发动机在太空中没有水和空气，所以传统的动力结构根本无法利用。现有的航天飞机和火箭，是利用燃料燃烧向外喷射产生推力。所以核动力航天器目前如何利用是非常困难的，中美俄等国科学家都在思考这个问题，目前还没有行之有效的方案出来。
老隐隐于巅
第一个，核动力发动机怎么解决他小型化的方法，火箭和飞船想要脱离地球引力就注定了不能携带过重过大的装置。第二个核辐射对人体伤害的问题，现有科技怎么能解决载人核动力航天器辐射在狭窄空间对人体产生致命辐射的问题！第三个核装置的安全稳定的使用问题！日本核电站泄露想必大家还记得吧，在地面上使用都不能安全使用，何况是要在太空中极端条件下保障安全使用，那要是一爆炸…不就等于一颗核弹在太空爆炸吗？
一个人的海边7
核动力航母和潜艇，是以核能为热源，加热船上的蒸汽锅炉为动力，其传动结构还是蒸汽机模式，这种核动力肯定是不能用在火箭上的。俄罗斯不久前宣称研制成功了核动力巡航导弹。其原理是利用核能，瞬间加热空气，使其体积瞬间膨胀产生推力，这种发动机需要空气，同样不能用在真空的宇宙环境中。现有科技还不能够支持威力太小的核爆炸，只能进行最简单的核反应的热传递，也许未来有可能会造出来吧……
亚美利加苏维埃合众国
谢谢，以地球各国目前掌握的核技术现在还不足以应用于核动力宇宙飞船上，一是核反应堆小型化的问题没解决。二是安全问题，现今人类只是初步掌握了核技术，在太空的复杂环境中能否安全稳定工作，在地球上都不能说百分百安全。其次还要考虑核辐射，对飞船本身的辐射以及对工作人员辐射的问题怎么解决等等，越高精尖的产品技术越复杂。即使哪天解决了核反应堆小型化技术问题也不是说就能造核动力宇宙飞船，这关系到新型航天材料，生命学科等等一系列系统问题研究与应用，以人类目前的知识技术可能办不到，或许未来有一天会成功。
