火箭推进剂革命

人类目前的火箭推进剂技术还停留在化学推进阶段，主要使用的推进剂有液体推进剂（如液氢-液氧、煤油-液氧）和固体推进剂，它们都有各自的优点。例如，固体推进剂可以在常温下保存，不像液体推进剂需要低温保存。但是，固体推进剂一旦被点燃，就会像彩弹烟花被点燃一样燃烧不停。另外，固体推进剂的燃烧效率比液体推进剂低。

目前，我国新一代运载火箭广泛采用的是无污染的煤油-液氧、液氢-液氧等液体推进剂。2023年7月12日，我国朱雀二号遥二火箭圆满完成了发射任务，这次发射使我国成为世界上首个掌握液氧甲烷推进剂火箭技术的国家。

化学推进剂被载人航天活动广泛采用，却也阻碍了人类进一步探索深空的进程。这是因为，如果我们希望火箭能抵达更远的目的地，火箭就需要更高的加速度和更久的加速时间，也就需要携带更多推进剂。根据齐奥尔科夫斯基火箭方程式，化学火箭加速度的线性提升，伴随的是推进剂质量的指数提升。

况且，深空探索活动的减速阶段也需要消耗推进剂。火星探测器前往火星，需要达到在太阳系行星轨道上运行的速度，即第二宇宙速度（11.2千米/秒）。在“长征五号”火箭的加速下，“祝融号”火星探测器被加速到了第二宇宙速度。当火星探测器靠近火星时，则需要减速，从而被火星引力俘获，减速过程也需要耗费大量推进剂。化学推进剂的能量密度无法继续满足人类探索深空的需求，为此，核能推进方案被提出。

目前主流的核能推进方案主要分为核热推进和核电推进两种，前者利用裂变反应堆产生的热能将氢气加速到极高速度并喷出，从而产生推力；后者利用核裂变反应堆产生的热能发电，并将氢气加速喷出。

相比化学反应，核反应释放的能量是惊人的。1克放射性铀通过裂变反应释放的总能量，是1克化石燃料完全燃烧释放能量的上百万倍。如果采用核能推进，人类就有望摆脱太空探索不得不携带大量推进剂的困境。