核動力太空火箭新概念曝光：轉動液態鈾 可加速前往火星、外太陽系

記者林育如／編譯

未來的太空任務有望透過核能火箭，快速前往火星、小行星甚至外太陽系。科學家最近提出一種新設計——離心核熱火箭（Centrifugal Nuclear Thermal Rocket, CNTR），利用液態鈾裂變加熱推進劑，讓火箭推力效率大幅提升。

CNTR的亮點在於其比衝（specific impulse）表現，這個數值用來衡量火箭產生推力的效率。理論上，CNTR火箭能將比衝提升至50年代核熱火箭設計的兩倍，甚至是化學火箭的四倍。雖然目前沒有任何核動力火箭曾經真正飛行，但全球各大太空機構對核推進的興趣正逐年增加。

俄亥俄州立大學的 Dean Wang 表示：「在太空停留越久，健康風險越高。如果能縮短旅程時間，對宇航員將非常有益。」傳統核熱火箭使用固態鈾燃料裂變加熱液態氫推進劑，再從噴嘴高速噴出產生推力。而CNTR則使用液態鈾，安置於旋轉圓筒中（因此稱「離心」），最大化裂變反應，提升引擎效率。

CNTR若實現，將讓太空船消耗更少燃料卻能走得更遠。以火星為例，過去需2.5至3年的往返旅程，CNTR理論上可縮短至420天。前往月球或外太陽系任務也能更快完成，並可沿更高速軌道飛行，化學火箭無法輕易達成。

更棒的是，CNTR不必僅限於氫作為推進劑，還能使用其他材料，甚至可在途中從小行星、彗星或柯伊伯帶天體提取，支援遠距離探索任務。

雖然目前CNTR仍停留在概念設計階段，Wang團隊目標是五年內達到設計準備度。若成功，中期世紀以後的太空任務將能更快、更安全地穿梭太陽系，而不用承受化學火箭的爆炸風險。

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核能在太空的應用早有先例，例如火星探測車「好奇號」與「毅力號」使用放射性同位素熱電機(RTG)供電。早期核動力火箭設計如50年代的 Project Orion 或70年代英國的 Project Daedalus，都構想過利用核爆炸或核融合驅動航天器，但因技術與安全限制未能實現。相比之下，CNTR雖不及那些超前計畫雄心勃勃，但有望成為太空探索的實際突破口。

這項研究已發表於2025年9月的期刊《Acta Astronautica》，為人類核動力太空飛行揭開新篇章。

資料來源：Space.com、Smithsonian Magazine、ScienceTimes