洪 刚，娄 振，郑孟伟，王建明

（1.北京宇航系统工程研究所，北京 100076；2.北京航天动力研究所，北京 100076）

载人核热火箭登陆火星方案研究

洪 刚1，娄 振2，郑孟伟2，王建明1

（1.北京宇航系统工程研究所，北京 100076；2.北京航天动力研究所，北京 100076）

针对未来载人登陆火星任务，比较了化学推进、电推进及核推进的优缺点，指出核热推进是未来载人登陆火星的首选。简述了美国和俄罗斯在核热推进的研究进展，指出核热/发电双模式是未来载人登火的发展趋势。提出我国近地轨道5次对接、人货分离载人登陆火星构想。在此基础上，设计了单台推力15 t，比冲940 s载人核热发动机并提出我国核热火箭2016—2035年发展研究规划。

载人火星探测；核热火箭；任务架构；实施计划

1 引言

进入21世纪以来，人类的深空探测活动空前活跃。世界各航天大国都纷纷推出了新的深空探测发展战略。总的来看，各国的深空探测日程表都基本相似，即在2015年前进行各种无人探测，2030年以后逐步实现载人登陆火星［1］。美国最新推出的国家航天政策明确宣布了2025年登陆小行星和2030年登陆火星的总体目标［2］。

为了实现深空探测和星际载人飞行任务，要求未来航天运输系统具有更高的性能、更低的发射成本及更长的工作寿命。在论证这些运输系统采用何种先进动力系统时，核热推进受到了广泛关注。

2 发展核热火箭的必要性

目前所广泛使用的液体火箭推进系统，即使采用高性能的液氢/液氧推进剂，其比冲也不超过450 s。以载人火星任务为例，如果选择氢氧发动机为动力，飞船的总质量基本上都需上千吨，往返时间在400～1000天不等［3］。……