核热推进技术发展综述

解家春，霍红磊，苏著亭，赵泽昊

（中国原子能科学研究院 反应堆工程技术研究部，北京 102413）

0 引 言

随着科学技术的发展和人类文明的进步，人类研究宇宙起源与演化、探寻地外生命信息的渴望更加热切，因此需要更快、更远、更频繁地开展空间飞行任务，对月球、行星等天体进行探测和研究。

空间推进系统是空间飞行任务的核心技术之一。空间推进系统的推力、比冲和工作寿命直接决定了任务的范围、规模和周期[1]。目前空间飞行任务主要使用的是化学火箭发动机，最高比冲约为500s左右，且已基本达到极限[2]。如采用化学火箭发动机执行未来的深空探测任务，尤其是载人深空探测，其将无法完成发射规模大、任务周期长的任务且将难以承受高额的成本费用，不能满足未来载人火星探测、大型星际货物运输等空间任务的需求[3]。因此，发展先进的空间推进技术已成为必然选择。

先进的空间推进技术包括电推进技术、太阳能推进技术、激光推进技术、核热推进技术等。这些推进技术的主要特点是比冲很高，可达千秒甚至上万秒。其中激光推进受限于激光器功率、激光束控制、能量转换等方面的限制，推力较小，技术成熟度也不高[4-5]；太阳能推进依赖阳光照射，不适合远离太阳的推进任务，且推力也较小[6-7]；电推进受到输入电功率和效率等因素的限制，推力也很小[7-8]。以上3种先进的推进技术很难满足未来空间飞行任务对推进系统的高比冲、大推力的要求。……