【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 高天偉】

2024年10月29日，我國宣布，神舟十九號載人飛行任務將于10月30日4時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。

神舟十九號載人飛行任務航天員乘組亮相

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)絡檢索到的公開資料，王浩澤此前在中國航天科技集團航天動力研發(fā)部門工作，2020年9月入選為我國第三批航天員。她在集團工作期間，深度參與了以核熱發(fā)動機為代表的未來航天動力系統(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)動機在內(nèi)的核能發(fā)動機，是比當前火箭化學能發(fā)動機領先一代的動力系統(tǒng)。雖然我國暫未公布神舟十九號乘組具體任務，但考慮到我國選拔和派遣航天員時遵循“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)動機，已經(jīng)可以開展一些空間環(huán)境中的試驗和驗證，哪怕只是初步研究。

核能發(fā)動機：人類探索其它星球的“倍速快進”器

說起探索火星等其它星球，大家可能會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年甚至更長時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反應能量“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)，否則將會在途中浪費大量燃料，導致有效載荷急劇降低，失去實用價值；與此類似，返程也須等待窗口時刻。地球和火星之間往返一趟的時間，長達數(shù)年。

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

無論推力、速度還是燃料利用率等關(guān)鍵指標，核能發(fā)動機都是碾壓化學能發(fā)動機的存在。據(jù)測算，使用核能發(fā)動機的航天器，最短90天左右即可完成地球和火星之間的往返，這個時間甚至只有我國空間站乘組執(zhí)勤時長一半。

國外一種核動力飛船構(gòu)想

人類早在上世紀60年代就意識到核能航天發(fā)動機的巨大優(yōu)勢并開展一定探索，但由于當時核物理、材料、控制、電子、輻射管理、防護、空間科學以及工程等方面水平有限，沒有修成正果；而如今再啟動相關(guān)研究，條件已更加成熟。

一方面是上述學科都取得了重大進步，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)，大幅降低了進入太空開展相關(guān)科研、試驗、建造和運營的成本。畢竟基于安全和建造難度等方面考慮，建造和運營核動力航天器的“太空港”最好設置在太空中，人員和貨物依舊通過傳統(tǒng)化學能航天器完成天地擺渡。因此，大運力、低成本的商業(yè)化傳統(tǒng)火箭雖然性能被核動力航天器“吊打”，但依舊是不可或缺的共生產(chǎn)品。

說起商業(yè)航天，神舟十九號任務發(fā)布會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。