中科院合肥物質科學研究院近日宣布，該院承建的“人造太陽”實驗裝置EAST（全超導托卡馬克裝置東方超環），獲得超過60秒的穩態高約束模等離子體放電。

為了更快、更遠地探索宇宙，人類一直對核動力飛船傾注心血。科幻世界中，核動力飛船與太空探索之間更是淵源頗深。今天我們不妨聊聊核動力與太空探索的前世與未來——

“宇宙，人類最后的邊疆?！?957年，在蘇聯第一顆人造衛星升空后，這句話被寫在美國白宮發行的宣傳冊上，也永遠地銘刻在人類的太空冒險史上，它代表了人類無窮的想象力和不倦的探索精神。它還被經典科幻影片《星際迷航》用作片頭臺詞，后者將開疆拓土、敢于冒險的美國西部牛仔精神譜寫成了一部氣勢恢宏的太空史詩：“這是星艦‘企業號’的航程。它繼續的任務，是去探索未知的新世界，找尋新的生命和新的文明，勇敢地航向前人所未至的領域。”

目前為止，人類仍基本借助化學燃料來發射太空探測器，由于助力太小，最后往往必須利用行星的引力來加速。這無疑限制了飛行航線，也面臨耗時長、外部牽制過多等不利因素。因此，上個世紀以來，核動力成為新能源的熱門備選項。實際上，早在曼哈頓計劃研制首顆原子彈之前，英國科幻小說家赫伯特·喬治·威爾斯便在1914年出版的小說《解放世界》中，首次預言了核武器戰爭。此后，隨著對核能研究的進一步深入，尤其在1938年科學家發現了核裂變的秘密后，核動力便與太空探測結下了不解之緣。

前世：核動力實驗的兩座高峰

俄羅斯“航天之父”齊奧爾科夫斯基曾預言：“一噸重的火箭只要用一小撮鐳，就足以掙斷與太陽系的一切引力聯系?！鄙鲜兰o除了“阿波羅登月計劃”外，最為著名的事件，莫過于利用核彈爆炸產生的沖擊波來推進航行的系列實驗，以“獵戶座計劃”與“代達羅斯計劃”為代表。

1955年，美國政府推出一個宏大的核火箭計劃即“獵戶座計劃”。他們設想把推進物和核彈組合在一起，成為一個脈沖單元，那么在原子彈束，或原子彈簇的集中爆炸后，火箭速度可達每秒70千米，假設用它來發射大型星際飛船，飛到火星就只需要125天，耗時3年就能飛到土星。這一宏志在當時雄心勃勃的口號中可見一斑：“1965年到達火星，1970年到達土星”，而1959年的一次小型飛行實驗也證明了其可行性。然而，核裂變爆炸必將釋放出核輻射塵，過度依賴爆炸性脈沖顯然意味著對環境的極大污染。因此，在1963年美蘇簽訂禁止大氣層核試驗條約之后，“獵戶座計劃”研究于1965年終止。

時間軸移行至20世紀70年代，核聚變的相對環保性，稍稍解除了核爆帶來的環境危機。這使得英國星際學會得以重新回顧“獵戶座計劃”，并在1973至1978年之間提出“代達羅斯計劃”。該計劃的推進系統是核聚變脈沖火箭，通過火箭內部的發動機，依靠磁場的限制和導向，向核燃料發射電子束從而產生離子。這將比“獵戶座計劃”的核裂變更高效、更環保，據此，研究者設想在50年內抵達距離我們6光年之遠的巴納德星。有意思的是，該計劃給出了有史以來第一份詳細的核動力飛船設計圖，旨在論證其可能性。但與“獵戶座計劃”的實踐性品格相反，直到今天，“代達羅斯計劃”所需要的大量核心技術仍止于紙上談兵。但這卻毫不妨礙許多科幻創造者從中受到啟發。

科幻迷廣為知曉“巴薩德沖壓發動機”概念，首次出現在美國科幻大師拉里·尼文的系列科幻小說里，《已知宇宙》《環形世界》都用這種核聚變發動機做為主要驅力?！度w》中三體第一艦隊也是使用了巴薩德沖壓發動機，才能以十分之一光速飛行，而“自然選擇”號飛船也擁有最新一代的無工質聚變推進系統，利用核聚變產生的輻射反沖前進。在《星際迷航》系列影片中，一種名為“巴薩德氫收集器”的裝置作為“正反物質推進系統”的一部分出現在星艦上，它可以使星艦加速到超光速。經典科幻影片如《異形》《機器人總動員》《沖出寧靜號》等，都把核聚變發動機作為星際航行的基礎驅動。

未來：“人造太陽”為太空探索加足馬力

核能驅動成為未來太空探測的“常規”選項，時間不足百年，但卻經歷了前所未有的波折。核動力固然高效持久，但在這枚硬幣的另一面，核輻射、核污染則意味著巨大的危險。

這與核反應堆的安全問題不同，在核火箭發動機內部，放射性排氣射流過于強勁，人類不可能在地球上進行實地測試。暫且不論核輻射泄露將對宇航員健康造成的威脅，回顧歷史，因核動力衛星失靈而導致的核污染事件比比皆是：1978年1月，蘇聯的“宇宙-954”衛星墜落在加拿大，其所攜帶的核反應堆裝置的輻射污染波及大約10萬平方公里的土地；1983年，核動力的蘇聯衛星“宇宙-1402”墜落在南大西洋；2009年，美國“銥-33”通信衛星和已經停止工作的核動力“宇宙-2251”衛星在北西伯利亞上空發生碰撞，產生了極具危險性的太空碎片……這些都是未來核動力航空器的前車之鑒。

鑒于核動力裝置存在巨大安全隱患，曾參與“獵戶座計劃”的物理學家弗里曼-戴森深感不安：“一想到我做的事是在現有（放射性）落塵量上增加百分之一，我（對核火箭）的熱情便不由得冷卻下來?！倍摵蠂鴷T大會也在1992年通過了相關決議，嚴格限制在外太空使用核動力電源。

實際上，相比較而言，核聚變比核裂變的環境友好系數更高，聚變所需材料氘和氚也更為豐富，與太陽帆動力飛船相比，核聚變驅力無異是將“人造太陽”帶在了身上。因此，雖然技術難度系數更高，但人們對核聚變動力仍持有較大的期望。《三體Ⅱ》中，首次實現可控核聚變發電后，物理學家丁儀對章北海說：“我早就感覺到托卡馬克方式是一條死路，方向對了，突破肯定會產生。”

毋庸置疑，與浩渺無際的太空相比，人類的探索尚處于孩提時代，但我們屢敗屢戰，表現出堅如磐石的信念和巍巍不屈的氣魄。這使人不禁聯想，在不到百年前的英國，詩人狄蘭·托馬斯在父親病榻前寫下的那句詩：“不要溫和地走入那個良夜?！痹娙伺馑劳鰩ё吡斯饷?，這一沉思又被鬼才導演克里斯托弗·諾蘭融入影片《星際穿越》中。這句詩反復被流浪在太空中的人類吟誦，震撼了每一位觀影者。它告訴我們：不僅要瘋狂地抗拒光的湮滅，而且要承擔起制造光的責任。而近日國家大科學工程“人造太陽”實驗裝置EAST所取得的突破性進展，無疑邁出了重要一步。