NASA核动力火星任务成本达21亿美元

根据Politico审阅的文件，美国国家航空航天局（NASA）核动力火星任务——太空反应堆-1（SR-1）Freedom——的最新成本估算为21亿美元。该任务计划于2028年12月下旬发射，经过一年的飞行，于2029年底抵达火星。

它将由核电力推进（NEP）系统提供动力，使用高浓度低富集度铀（HALEU）燃料产生20千瓦的电力。NASA正在重新利用已取消的月球门户轨道空间站的动力与推进元件（PPE），以加快该项目的开发进度。

根据Politico审阅的预算文件，NASA计划将这21亿美元分摊到未来四个财政年度：6.4亿美元（2026财年）；8.9亿美元（2027财年）；4.15亿美元（2028财年）；以及1.8亿美元（2029财年）。NASA将从该机构的探索账户以及去年通过的党派和解法案中获得的资金中提取这笔钱。

然而，这21亿美元并不包括SkyFall的成本，SkyFall是随行的科学有效载荷，由三架（或多达六架）Ingenuity级直升机组成，其任务是在火星上侦察着陆区和地下冰水。NASA尚未公布SkyFall的成本估算，但火星研究人员警告称，这可能会挤占该机构的科学预算。

众议院拨款委员会仅建议在2027财年为该项目专门拨款1000万美元。该年度所需的其余8.8亿美元取决于国会是否批准从暂停的月球门户计划中重新分配资金。如果无法实现，整合时间表将推迟，迫使任务强制延迟两年，直到2030年下一个地火轨道窗口打开。

核推进系统通过使用核反应堆产生热量来运行，然后产生推力推动航天器。与依赖燃烧推进剂的化学火箭不同，核系统利用原子裂变实现远超化学火箭的燃料效率。与化学火箭相比，核推进可将前往火星的飞行时间缩短多达50%，将旅程从九个月减少到大约四到五个月。这减少了宇航员吸收的宇宙辐射量，并减轻了零重力对人体的长期影响。

NASA和能源部（DOE）主要专注于两种不同类型的核推进——核电力推进（NEP）和核热推进（NTP）。

SR-1 Freedom任务使用NEP。该系统优先考虑长时间的高效率而非原始功率。核反应堆产生强热，由热转换器（如斯特林发动机或布雷顿循环涡轮机）转换为电能。这些电力被送入电推力器（离子发动机或霍尔推力器），在那里它从氙或氪等推进剂气体中剥离电子，产生正离子。高压电磁场将这些离子以高达每秒30公里的速度从航天器尾部加速喷出。虽然推力很温和，但发动机可以连续运行数月或数年，最终达到远高于化学火箭的速度。

NTP系统通过直接将热能转化为动能来工作。一个紧凑的核反应堆分裂铀原子（通常是HALEU）以产生极高的热量。液态氢推进剂被直接泵送通过超热的反应堆堆芯。液态氢迅速膨胀成过热气体。膨胀的气体以极高的速度从常规火箭喷嘴喷出，推动航天器前进。虽然NASA仍在为未来快速载人运输研究NTP，但SR-1 Freedom选择了NEP，因为它在长时间内高效运输重型货物方面表现出色，使其成为将SkyFall直升机有效载荷运送到火星的理想选择。

NASA探索系统开发代理副局长Lori Glaze在6月份与美国国家科学院航空航天工程委员会的一次会议上表示：“我们正试图尽可能利用现有资源，尽量减少新的开发。我知道这始终是一个挑战。纸上谈兵总是听起来不错，但这确实是我们的意图。”她说：“我们正在重新调整顶层预算内的所有资源，以确保我们能够覆盖Ignition中确定的项目，目前来看，一切都吻合。”

她补充说，资金将来自NASA的2027财年预算请求以及《2025年工薪家庭减税法案》，该法案为已取消的月球门户项目拨款26亿美元。委员会成员对时间表提出了质疑。一位成员指出，两年的开发计划对于立方体卫星来说更为典型，而非核动力行星际航天器。Glaze承认：“这确实雄心勃勃，是一个挑战。”但她表示，NASA正在尽一切努力迎接挑战。

NASA将如何调整2026年预算中已分配的资金来支付火星任务，或者如何将其纳入2027年的拨款程序，目前尚不清楚。然而，NASA官员仍对找到该计划资金持乐观态度。至于SkyFall，NASA在一份单独的声明中表示，这些直升机将部分由科学任务理事会的火星未来任务预算项目资助，但未提供成本估算。

NASA表示：“虽然随着任务架构进行正式设计定型，最终的全计划预算数字正在仔细细化，但通过SR-1获得发射和前往火星的搭载机会，这项任务非常符合局长降低成本、将精力集中在具有近期科学和探索机会的任务上的目标。”