NASA 將於 2028 年底發射第一艘核動力星際飛船。 SR-1 Freedom 任務計劃於當年 12 月出發前往火星。該機構的管理員賈里德·艾薩克曼在最近的活動中透露了該計劃。該航天器將在深空飛行中展示核電推進。
專家們密切關注日程安排。緊迫的期限是對中國和俄羅斯類似項目進展的回應。該技術比目前的化學系統具有更高的能源效率。
核反應器為推進器發電
SR-1 Freedom 的核心是一個裂變反應堆，可產生超過 20 千瓦的電力。預期的燃料是高劑量低濃縮鈾，稱為 HALEU。該反應器將為電動推進器提供動力，電動推進器噴射電離氣體以產生連續的推力。
與在短暫爆炸中燃燒氫氣和液態氧的化學推進不同，核電推進可以長時間運行，且推進劑質量要少得多。每公斤能源效率提高了幾個數量級。
該系統還解決了太陽能電池板的限制。遠離太陽、火星之外，陽光不足。核源已經裝備了使用放射性同位素熱電發電機的探測器，例如航行者號和卡西尼號。但SR-1反應器代表了一次飛躍，具有更大的功率和驅動推進器的能力。
- 反應爐在發射後不到 48 小時就啟動
- 電力推進系統可維持運作約一年至火星
- 任務利用 2028 年 12 月的發射窗口
- 硬體包括已經為月球網關開發的動力和推進元件
- Skyfall有效載荷攜帶三架Ingenuity大小的直升機
美國太空總署計劃在離開地球軌道後不久啟動反應爐。这次旅行应该持续一年左右。抵達火星後，太空船釋放了「天幕殺機」直升機。這些車輛配備了攝影機、探地雷達和無線電，將繪製未來著陸點地圖、搜索地下水並協助即將執行的任務的導航。
進度要求開發加速
SR-1 Freedom 的開發將於 2026 年 6 月開始加快步伐。組裝和主要測試在 2028 年 1 月至 10 月之間進行。這次發射利用了當年稍後的火星轉移窗口。
該機構打算重複利用現有組件以減少成本和時間。部分推進系統來自Gateway月球站的計劃，其範圍進行了調整。美國能源部參與了該倡議。
太空核技術專家強調了燃料的能量密度。小型鎮流器可提供恆定功率，而不依賴照明條件。英國班戈大學核子未來研究所的西蒙·米德爾伯勒評論說，核能能源的效率超過了傳統燃料。
Analytical Mechanics Associates 資深專案副總裁 Lindsay Holmes 強化了這項成果。核電推進可以實現更長的旅程和更大的有效載荷。然而，業內許多人認為 2028 年的最後期限過於激進。到目前為止，幾乎沒有發布完整的技術細節。
核推進與化學推進的區別
化學系統在發射時提供高推力，但消耗大量推進劑。核電技術優先考慮星際旅行的效率。裂變產生的熱產生電力，加速推進器中的離子或等離子體。
這種方法減少了未來機組人員暴露於宇宙輻射的時間。儘管 SR-1 是一次無人駕駛演示，但載人火星任務可能會在未來受益。此反應器在地面上保持不活躍狀態，僅在太空中開始運行，從而最大限度地降低了發射過程中的風險。
美國太空總署和能源部打算在任務結束後與業界分享反應器設計。該目標包括為月球任務和木星以外的大型系統準備工業基地，因為木星上的太陽能電池板會失效。
任務為未來探索開創先例
如果成功，SR-1 Freedom 將為美國太空探索的新階段鋪平道路。演示創造了推進核硬體的飛行歷史。它也開創了監管和發布先例。
《007：天幕殺機》的有效載荷代表了直接的科學方面。直升機將傳輸影像和數據，幫助計畫載人著陸。該任務並未承諾大幅減少 20 千瓦反應爐的旅行時間，但它驗證了更大規模的概念。
技術挑戰包括反應器與推進器的整合、真空熱管理和輻射防護。 NASA 正在押注於商業合作和硬體重複利用來滿足時間表。
這項消息是在該機構的其他計劃中發布的，例如更頻繁的登月任務以及到 2030 年在月球南極建立基地。 SR-1 Freedom 是首次星際核電推進測試。
技術細節仍在定義中
該航天器的具體規格尚未公佈。最初的概念顯示了一種類似細長箭頭的結構，反應器位於尖端，推進系統位於底部。電力超過20千瓦，預計運作至少一年。
該任務優先考慮技術演示而不是創紀錄的速度。未來更高功率的反應爐可能會大大縮短火星之旅。目前，重點是用太空中的真實硬體驗證這一概念。
技術出版諮詢的專家饒有興趣地關注著這個計畫。可行性取決於未來兩年半的快速執行。截至發稿時，美國太空總署尚未回應所有詳細評論請求。
該倡議是對太空地緣政治競爭的回應。美國尋求維持先進勘探技術的領先地位。在太空中使用核能對發電機來說並不是什麼新鮮事，而對於地球軌道以外的任務的主動推進更是如此。
未來的火星任務會發生什麼變化
SR-1 演示可能會影響 2030 年代的貨機和載人太空船計畫。核電推進的效率使其能夠以更少的燃料運輸更多的有用品質。這降低了長途旅行的成本和風險。
像《007：天幕殺機》中的直升機已經透過「聰明號」在火星上證明了自己的價值，該直升機與「毅力號」火星車一起飛行。新機隊將擴大空中測繪並蒐索地下資源。
美國宇航局計劃啟動太空核部件工業基地。共享設計應該刺激私人創新。該反應器還充當月球表面電力系統的橋樑，計劃於 2030 年建成。
該項目仍面臨融資和具體技術執行的不確定性。時間緊迫，需要快速決定供應商和測試。儘管如此，這項宣布仍顯示該機構明確優先考慮深空核能。