美国计划2028年底发射核裂变动力航天器飞掠火星

美国国家航空航天局 (NASA) 正推进“太空反应堆1号‘自由’号”(Space Reactor-1 Freedom，SR-1 Freedom)任务，目标是在2028年底发射一艘核裂变动力航天器，用于验证深空核电推进技术。根据现有任务资料，该任务计划在2029年飞掠火星，并部署“天幕坠落”(SkyFall)有效载荷。

SR-1“自由”号并非聚变飞船，也不是载人火星飞船。其核心试验是让一套小型铀裂变反应堆、能量转换系统和霍尔效应推进器在地球轨道以外协同运行，为未来更大功率的深空任务积累工程数据。

该航天器预计质量约12吨，反应堆燃料采用高丰度低浓缩铀 (HALEU)，设计电功率约20千瓦。反应堆产生的热量将通过闭式布雷顿循环系统转化为电能，再驱动电推进系统。与地面核电站不同，航天器无法依靠大量水体带走热量，因此必须通过散热板在真空环境中排出余热。

NASA格伦研究中心 (Glenn Research Center) 正参与推进该项目。项目团队计划复用原本为“门户”月球空间站 (Gateway) 开发的部分动力与推进元件，并结合此前“千瓦级反应堆”(Kilopower)等试验积累的技术基础。项目人员表示，核能系统不依赖太阳光，在远离太阳的深空环境中可为航天器持续供电，这是太阳能电池阵列难以替代的优势。

按照任务设想，SR-1“自由”号将在化学火箭送入逃逸地球轨道后启动反应堆。资料显示，反应堆不会在发射台或火箭上升阶段运行，预计在离开地球后约48小时内启动。这一安排有助于降低发射阶段的核安全风险，但燃料、控制机构和反应堆结构仍需通过发射振动、中止任务和极端事故情景下的安全评估。

任务有效载荷“天幕坠落”计划包括三架由“机智号”(Ingenuity)火星直升机技术发展而来的小型旋翼飞行器。这些直升机将用于火星表面空中勘察，携带相机、探地雷达以及气象测量仪器，任务包括地形测绘、潜在勘探区域调查和地下水冰线索探测。

NASA此前曾使用放射性同位素电源为“旅行者”号、“新视野”号、“好奇”号和“毅力”号等探测器供能，但这类装置依靠钚-238自然衰变产生热量，不涉及受控链式裂变反应。美国也曾在1965年将SNAP-10A裂变反应堆送入地球轨道。SR-1“自由”号的意义在于，它拟将运行中的裂变反应堆用于地球轨道以外的行星际飞行推进供电。

目前，2028年底仍是任务目标时间，并不等同于航天器、运载火箭和核发射审批已经全部完成。SR-1“自由”号还需完成系统集成、反应堆与能量转换系统验证、热控与屏蔽设计确认、发射安全审查以及有效载荷研制等工作。若关键环节延期，任务可能需要等待下一次合适的火星发射窗口。