核推進可以幫助人類更快地到達火星。

隨着NASA的堅持不懈的漫遊車在這顆紅色星球上安家，地面工程師們正在爲首次人類火星任務進一步開發潛在的推進技術。

NASA正在研究兩種類型的核推進系統——核電推進和核熱推進。

核電推進系統使用推進劑的效率比化學火箭高得多，但提供的推力很小。

他們使用反應堆發電，爲氙氣或氪等氣體推進劑充電，通過推進器將離子推出，推進器驅動航天器前進。

核電推進系統有效地利用低推力，可以延長航天器的速度，並能以大推力系統推進劑的一小部分來推動火星任務。

核熱推進技術提供高推力，推進劑效率是化學火箭的兩倍。

該系統的工作原理是將反應堆中的熱量傳遞給液體推進劑。

這種熱量將液體轉化爲氣體，氣體通過噴嘴膨脹，提供推力並推動航天器。

NASA與能源部(DOE)合作，正在向工業界徵集核熱推進系統的初步反應堆設計概念。

這些機構計劃爲探索不同方法的幾項努力提供資金。

未來的後續合同將產生更詳細的反應堆設計和建造初步測試硬件。

NASA空間技術任務局(STMD)副局長吉姆·羅伊特表示：“雖然NASA的當務之急是讓人類與阿耳特彌斯計劃一起重返月球，但我們也在投資‘高杆’技術，這些技術可以讓載人前往火星的任務成爲可能。我們期待着看到工業在覈推進和裂變表面動力方面提供的創新，通過即將到來的對該技術的建議徵求意見。“

人類登上火星的任務。

到目前爲止，只有機器人探險家去過火星，而不需要返回地球。

等待返程的最佳行星排列需要宇航員在火星徘徊一年多，這將把往返任務延長到三年多。

NASA的目標是儘可能將宇航員在地球和火星之間旅行的時間減少到接近兩年。

空間核推進系統可以縮短總任務時間，併爲任務設計者提供更高的靈活性和效率。

爲了使往返載人飛行任務的持續時間至少保持在兩年左右，NASA正在研究核動力運輸系統，以便於在地面執行較短停留的任務。

這些系統將利用最優的行星對齊來實現一段旅程的低能量過境，並利用新技術的增強性能來實現另一段旅程的高能過境。

現在說推進系統將把第一批宇航員送上火星還爲時過早，因爲每種方法都需要重大的發展。

技術就緒性。

美國宇航局位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心與美國能源部的一個團隊合作，領導該機構的太空核推進項目。該團隊包括來自愛達荷州國家實驗室、洛斯阿拉莫斯國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室的科學家和工程師。

STMD的技術示範任務計劃爲技術開發提供資金。

核電推進建立在NASA成熟的太陽能電力推進推進器和阿耳特彌斯系統的基礎上，以及月球表面裂變能源的開發。

還對小型地面反應堆的相關燃料和反應堆技術進行了大量投資，這些技術可以改裝成空間反應堆，爲電力推進提供動力。

美國政府旨在建立燃料製造能力的目標有一系列的應用，包括核推進和裂變表面動力。

美國宇航局馬歇爾航天中心的核熱火箭元件環境模擬器。

位於阿拉巴馬州亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的核熱火箭元素環境模擬器使用非核加熱而不是裂變來測試核火箭燃料原型。

60多年來，核熱推進一直在NASA的雷達上。

通過2021年2月12日發佈的徵求建議書，新的硬件設計和開發階段建立在現有努力的基礎上，以成熟核熱推進系統的關鍵部件爲基礎。

NASA核技術組合負責人安東尼·卡洛米諾解釋說：“支撐核熱推進系統的反應堆是一個重大的技術挑戰，因爲實現推進性能目標所需的工作溫度非常高。”

雖然大多數發動機都在適中的溫度下運行，但與反應堆燃料直接接觸的材料必須能夠在華氏4600度以上的溫度下生存下來。

NASA和美國能源部一直在與工業界合作，研究一種可行的方法，工業界現在將開發初步設計來迎接這一挑戰。

卡洛米諾說：“我們正在探索載人火星任務的核電和核熱推進方案。”

“每種技術都有其獨特的優勢和挑戰，在確定最終偏好時需要仔細考慮.”

無論最終選擇哪種推進系統，核推進的基本原理都可以實現月球以外強大而高效的探索。