载人火星探索中空间核动力推进

经过几代科研工作者的不懈努力，我国的航天事业蓬勃发展，航天强国建设的步伐也越发坚定有力。目前，我国深空探测事业的探索范围已经从月球逐步扩展到火星、小天体等更远的太阳系天体，涌现出了一大批前沿科学发现与原创性研究成果，未来还将探索木星以及更遥远的宇宙空间，进一步拓展人类对宇宙起源认知、助力探寻生命起源。
随着深空探测任务的发展，也使我们对太阳能应用的局限性有了更深刻的认识。在距离地球越来越远的探索旅途中，随着太阳光强的衰减，现阶段普遍使用的太阳能技术无法满足未来更远深空探测事业发展的需求。在目前人类知识体系的认知范围内，空间核能技术是的技术解决途径。在NASA已经实施的6个木星系以远深空探测任务中，均使用空间核能装置作为能量来源。此外，空间核能装置也广泛应用于月球、火星探测活动中。面向未来发展，在2022年1月发布的《2021中国的航天》白皮书中提出的国际月球科研站建设、木星系探测、太阳系边际探测等任务，都需要空间核能技术的支持。
空间核动力推进技术是空间核能技术的重要内容之一，也是为未来探索更远深空提供推进动力的一种重要技术。本书翻译自《Space Nuclear Propulsion for Human Mars Exploration》一书。2020年，NASA组织美国国家科学院、工程院相关专家，以载人火星探测任务为背景，对空间核推进应用的主要技术、系统挑战进行了全面的整理和归纳，并根据探测任务需求对核电推进系统、核热推进系统的技术优势与风险进行了对比和评估。本书可为我国相关专业的管理人员、技术人员和对空间核能技术感兴趣的读者提供参考。

空间核动力推进技术是空间核能技术的重要内容之一，也是为未来探索更远深空提供推进动力的一种重要技术。本书翻译自《Space Nuclear Propulsion for Human Mars Exploration》一书。本书以载人火星探测任务为背景，对空间核推进应用主要的技术、系统挑战进行了全面的整理和归纳，并根据探测任务需求对核电推进系统、核热推进系统的技术优势与风险进行了对比和评估（包括大功率反应堆技术、高效热电转换技术、大功率电推进技术等），提出了未来的技术发展路线图。本书可为我国相关专业的管理人员、技术人员和对空间核能技术感兴趣的读者提供参考。

摘要1
第1章 引言与基线任务要求４
1.1 引言４
1.2 基线火星任务：冲型载人任务６
1.3 推进系统要求１０
1.4 货运任务１３
1.5 本章小结１４
第2章 核热推进５
2.1 系统概念１５
2.2 发展历史１７
2.3 技术发展现状２４
2.3.1 反应堆分系统２４
2.3.2 发动机分系统２８
2.3.3 推进剂贮存与管理分系统２９
2.4 技术要求、风险与备选方案２９
2.4.1 反应堆分系统３０
2.4.2 发动机分系统３３
2.4.3 推进剂贮存与管理分系统３３
2.5 试验、建模与仿真３４
2.6 技术发展与演示验证路线图４２
2.7 本章小结４５
第3章 核电推进４７
3.1 系统概念４７
3.2 发展历史４９
3.3 技术发展现状５１
3.3.1 系统级的MWe级核电推进系统５１
3.3.2 反应堆分系统５２
3.3.3 辐射屏蔽分系统５３
3.3.4 热电转换分系统５４
3.3.5 热排散分系统５７
3.3.6 电源管理与配电分系统 (PMAD)５８
3.3.7 电推进分系统５９
3.4 技术要求、风险与备选方案６６
3.4.1 系统集成６７
3.4.2 反应堆分系统６８
3.4.3 辐射屏蔽分系统６９
3.4.4 热电转换分系统６９
3.4.5 热排散分系统７０
3.4.6 电源管理与配电分系统７１
3.4.7 电推进分系统７１
3.5 试验、建模与仿真７５
3.6 技术发展与演示验证路线图８０
3.7 本章小结８４
第4章 系统及程序（方案）问题８５
4.1 NTP和 NEP是不同的技术８５
4.2 NTP和 NEP系统的共同发展８７
4.3 高浓缩铀vs高富集度低浓缩铀９０
4.4 工业基础９２
4.5 空间核动力系统发展的历史经验９３
4.6 关键技术风险９４
4.7 系统计划９５
第5章 任务中的应用９７
5.1 科学任务９７
5.2 高性能空间核推进系统的潜力９８
5.3 NEP反应堆的地外天体表面能源利用９９
5.4 与国家安全任务的协同作用１００
5.5 与地面核系统的协同作用１０１
附录A 任务说明和附加指南１０４
附录B 调查结果和建议１０５
附录C 委员会成员介绍１０８
附录D 缩略语１１４

本书以载人火星任务为背景，系统性地对比了核电推进系统、核热推进系统的技术特征，并对所涉及的各项技术（包括大功率反应堆技术、高效热电转换技术、大功率电推进技术等）现阶段的技术水平进行了评估，提出了未来的技术发展路线图。