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【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 高天偉】

2024年10月29日，我國宣布，神舟十九號(hào)載人飛行任務(wù)將于10月30日4時(shí)27分發(fā)射，航天員乘組由蔡旭哲、宋令東、王浩澤組成。其中我國首位女航天飛行工程師王浩澤，獲得了廣泛關(guān)注。

神舟十九號(hào)載人飛行任務(wù)航天員乘組亮相

我國首位女航天飛行工程師王浩澤

根據(jù)官方披露和網(wǎng)絡(luò)檢索到的公開資料，王浩澤此前在中國航天科技集團(tuán)航天動(dòng)力研發(fā)部門工作，2020年9月入選為我國第三批航天員。她在集團(tuán)工作期間，深度參與了以核熱發(fā)動(dòng)機(jī)為代表的未來航天動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)，并數(shù)次發(fā)表論文。

王浩澤發(fā)表的部分論文

包括核熱發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的核能發(fā)動(dòng)機(jī)，是比當(dāng)前火箭化學(xué)能發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)先一代的動(dòng)力系統(tǒng)。雖然我國暫未公布神舟十九號(hào)乘組具體任務(wù)，但考慮到我國選拔和派遣航天員時(shí)遵循“人盡其才”原則，王浩澤登上太空，還是帶來了想象空間——或許，國產(chǎn)核能航天發(fā)動(dòng)機(jī)，已經(jīng)可以開展一些空間環(huán)境中的試驗(yàn)和驗(yàn)證，哪怕只是初步研究。

核能發(fā)動(dòng)機(jī)：人類探索其它星球的“倍速快進(jìn)”器

說起探索火星等其它星球，大家可能會(huì)想起最近名聲鵲起的美國SpaceX星艦巨型火箭。根據(jù)SpaceX老板馬斯克的說法，這款火箭的終極目標(biāo)是在火星上建立起功能完善、自給自足的城市，使人類成為多星球物種。

SpaceX星艦

星艦已經(jīng)代表了目前乃至未來10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間人類火箭的最高水平，但作為以甲烷和氧氣為燃料的航天器，其性能也受限于化學(xué)反應(yīng)能量“羸弱”的天花板。以從地球前往火星為例，航天器只能在每26個(gè)月出現(xiàn)一次、地球和火星位置滿足“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”要求的窗口出發(fā)，否則將會(huì)在途中浪費(fèi)大量燃料，導(dǎo)致有效載荷急劇降低，失去實(shí)用價(jià)值；與此類似，返程也須等待窗口時(shí)刻。地球和火星之間往返一趟的時(shí)間，長(zhǎng)達(dá)數(shù)年。

核能發(fā)動(dòng)機(jī)則通過核反應(yīng)產(chǎn)生的高溫加速氣體（例如氫氣）產(chǎn)生推力，或由高溫發(fā)電后再利用電場(chǎng)噴射燃料。前者就是王浩澤論文提及的核熱發(fā)動(dòng)機(jī)，而后者則是核電發(fā)動(dòng)機(jī)。兩者難度差別不算太大，且優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。核熱發(fā)動(dòng)機(jī)推力充足、爆發(fā)力強(qiáng)，適合時(shí)間敏感的人員運(yùn)輸任務(wù)；核電發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)“溫柔”，但燃料利用效率高，適合大宗貨物運(yùn)輸。

無論推力、速度還是燃料利用率等關(guān)鍵指標(biāo)，核能發(fā)動(dòng)機(jī)都是碾壓化學(xué)能發(fā)動(dòng)機(jī)的存在。據(jù)測(cè)算，使用核能發(fā)動(dòng)機(jī)的航天器，最短90天左右即可完成地球和火星之間的往返，這個(gè)時(shí)間甚至只有我國空間站乘組執(zhí)勤時(shí)長(zhǎng)一半。

國外一種核動(dòng)力飛船構(gòu)想

人類早在上世紀(jì)60年代就意識(shí)到核能航天發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大優(yōu)勢(shì)并開展一定探索，但由于當(dāng)時(shí)核物理、材料、控制、電子、輻射管理、防護(hù)、空間科學(xué)以及工程等方面水平有限，沒有修成正果；而如今再啟動(dòng)相關(guān)研究，條件已更加成熟。

一方面是上述學(xué)科都取得了重大進(jìn)步，另一方面，也得益于以商業(yè)航天為代表的新生產(chǎn)關(guān)系和生產(chǎn)力出現(xiàn)，大幅降低了進(jìn)入太空開展相關(guān)科研、試驗(yàn)、建造和運(yùn)營的成本。畢竟基于安全和建造難度等方面考慮，建造和運(yùn)營核動(dòng)力航天器的“太空港”最好設(shè)置在太空中，人員和貨物依舊通過傳統(tǒng)化學(xué)能航天器完成天地?cái)[渡。因此，大運(yùn)力、低成本的商業(yè)化傳統(tǒng)火箭雖然性能被核動(dòng)力航天器“吊打”，但依舊是不可或缺的共生產(chǎn)品。

說起商業(yè)航天，神舟十九號(hào)任務(wù)發(fā)布會(huì)的另一條消息值得關(guān)注。這代表了我國扶持商業(yè)航天非常直接、非常接地氣的舉措。