俄羅斯最新公布的核動力等離子推進技術，把火星之旅從月餘縮短到數週的飛行革命

概述

俄羅斯揭露了一種革命性的等離子推進系統，聲稱能把前往火星的旅程從現行的7–9個月縮短到僅30–60天。該技術由俄羅斯國營核能企業Rosatom開發，結合了磁性等離子加速器（magnetic plasma accelerator）與小型核反應爐（compact nuclear reactor），有可能使俄羅斯在與美國與中國的星際競賽中取得領先地位。

系統核心：等離子推進器與工作原理

這套系統的核心是一個等離子推進器（plasma thruster），利用電磁場（electromagnetic fields）加速帶電的氫粒子到極高速度，報導指出可達每秒100公里（100 km/s）──這比子彈速度快超過350倍。

與在升空階段提供巨大推力、燃燒後推力迅速下降的化學火箭不同，等離子引擎產生的是持續且較小但穩定的推力。雖然這股推力很輕，大約相當於一罐汽水的重量，但在太空的近乎無摩擦環境中，這種恆定推力會逐步把飛行器加速到極高速度。

動力來源：小型核反應爐

為了維持等離子反應，系統配備了一個額定約300千瓦（300-kilowatt）的緊湊型核反應爐，供應持續的電力，讓推進器能長時間運作。

原型測試情況

為了模擬太空環境，Rosatom在其特羅伊茨克研究所（Troitsk Institute）的一個14公尺長的真空艙中測試了原型。早期結果有幾個亮點：

• 引擎展現出約2,400小時的運行壽命，理論上足以支援一次完整的火星任務。
• 等離子排氣速度達到100 km/s，顯著超越目前衛星常用的離子引擎（ion engines）。
• 選用氫作為推進劑（hydrogen fuel），因其效率、耐熱性與豐富性，被視為深空任務的理想燃料。

相較於化學火箭的優勢

顯著縮短旅行時間：火星旅程可能從7–9個月縮短到1–2個月，能減少太空輻射（cosmic radiation）暴露與長期任務造成的心理壓力。

高效率：等離子引擎燃料利用率更高，為相同行程需求較少推進劑。

多重應用：除了載人任務，這技術也可用作太空拖船（space tug），在行星軌道之間移動衛星、貨物與設備。

仍待克服的挑戰

雖然前景看好，但仍有若干關鍵難題：

• 功重比（power-to-weight ratio）——核反應爐必須在足夠緊湊的體積與重量下，提供跨行星旅行所需的功率。
• 耐久性（durability）——等離子對材料的侵蝕與長期磨損問題，需在實際服役前獲得解決。
• 系統整合（system integration）——載人任務需更先進的防護（shielding）、生命維持系統（life support）與整體太空船設計。

展望：2030年的目標

Rosatom目標在2030年前交付可飛行的型號，這時間點與NASA與中國為未來二十年的人類火星任務所做的準備相呼應。若成功，這套核動力等離子推進系統不僅會改變火星探索，也可能重塑深空物流、小行星開採（asteroid mining）與甚至未來星際探測器的可行性。

結語

數十年來，人類在星際探索上面臨的最大挑戰之一是浩瀚的距離。俄羅斯這項核動力等離子引擎（nuclear-powered plasma engine）或許提供了把數月旅程縮短為數週的可能性。隨著測試持續進行，快速且高效率的星際旅行夢想，正比以往更接近實現。