MIT:俄罗斯核动力“天坠”导弹既肮脏又危险
2026年6月18日,美国全国公共广播电台(National Public Radio,简称NPR)报道,去年10月21日的某个时刻,在北极圈高空,一枚导弹从俄罗斯的一座岛屿上腾空而起,射向天际。
导弹先向东北方向飞行,随后转向,在荒芜的冰原上空以环形航线盘旋了数小时。
据俄罗斯和西方消息源称,这种被俄方称为“海燕”、北约代号“天坠”的新型武器,由一个小型核反应堆驱动。除此之外,外界几乎一无所获。
如今,两位麻省理工学院(MIT)的研究人员发表了一份分析报告,为这种核动力导弹的实际运作方式提供了新的线索。如果他们的判断正确,那么去年10月的试飞将标志着史上首次有核动力飞行器升空。这也可能意味着,21世纪暗流涌动的军备竞赛,开启了极其危险的新篇章。
“这东西确实有可能实现,但代价极其高昂,而且极度危险,”麻省理工学院教授杰克·赫克拉说道。赫克拉同时在航空航天和核科学与工程两个系担任教职,他与合著者R.斯科特·肯普共同领导了这项新分析。
他们的模型显示,该导弹的反应堆在飞行中会喷出辐射,给导弹试射区域附近所有生活或工作的人员,带来“潜在的巨大风险”。
🔹核动力飞行的梦想
自上世纪50年代起,美国和当时的苏联就都设想过制造核动力飞行器。这类武器具备几乎无限的航程,因而有潜力让某一方在冷战中占据优势。这意味着它们可以近乎无限期地在目标附近盘旋待命,或从难以预测的方向发动攻击,使得防御变得更加困难。
1955年,美国空军在一架康维尔B-36战略轰炸机内安装了一个小型核反应堆,以测试其在飞行中是否会让机组人员受到过量辐射。虽然那个反应堆从未与飞机的引擎连接,但它证明核反应堆可以飞行。1961年,苏联在一架改装过的图波列夫图-95轰炸机上进行了类似实验。
对安全问题的担忧最终让这些概念停留在了地面,但美国也同时研发了一系列用于驱动导弹的核反应堆。这些项目统称为“冥王星计划”,其构想是制造一种超音速低空巡航导弹,能将核弹头投送到地球上任何一个角落。这项试验在1964年达到顶峰,当时在内华达州,一个安装在铁路平板车上的反应堆进行了地面测试,成功运行了五分钟,产生了513兆瓦的功率——相当于超过3.5万磅的推力。
当这种俄罗斯新型巡航导弹的消息首次出现时,许多观察人士都认为它会是“冥王星计划”引擎的变体,但赫克拉对此持怀疑态度。“冥王星计划”的设计被称为冲压发动机,要求空气极快地流过其中,只能在超音速下工作。
“有很多理由让我们怀疑,核动力冲压发动机对‘海燕’来说是不可行的,”他说。特别是,这种武器的外形看起来很像传统的亚音速巡航导弹。
“可以非常明显地看出,这是一个亚音速系统,而冲压发动机在亚音速下效率很低,”他说。
🔹一种新型反应堆
为了弄清楚该武器是如何驱动的,赫克拉首先利用俄罗斯媒体发布的少量视频来确定其尺寸。他在视频拍摄的工厂里识别出一些已知大小的物体——比如一张办公桌或一个灭火器。经过数小时的反复测量,他最终成功建立了该导弹的三维模型。
根据测量结果,他得出结论,“海燕”比俄罗斯最大的巡航导弹还要大,但绝不算是个庞然大物。空气动力学模型显示,它需要以大约0.75马赫(约合每小时575英里)的速度飞行才能保持在空中。这一速度与空客A320之类的商业客机类似。
赫克拉现在大致知道了反应堆的体积以及它需要产生多少推力才能驱动“海燕”飞行。基于这些数据以及他的核工程知识,他随后得以对可能为导弹提供动力的反应堆类型进行了建模。
他的结论是:“几乎可以肯定,该系统使用的是直接循环吸气式核推进系统,极有可能驱动一台涡轮喷气发动机,”他告诉NPR。
直接循环系统意味着,反应堆的运行方式是让大气中的空气直接流经核燃料。一个压缩机将空气强行压入反应堆核心内极细的秸秆状通道,在那里,核反应使空气受热膨胀,从引擎后部喷出。这样的系统与大多数核反应堆截然不同,后者采用的是“间接”的封闭回路。那些密封系统充有水或其他冷却剂,在限制辐射暴露的同时将热量从反应堆中传递出去。
赫克拉说,他不能完全排除该导弹使用了某种间接回路的可能性,但考虑到制造这种间接系统涉及的复杂性和额外重量,他认为“海燕”直接让空气穿过反应堆芯来加热的可能性要大得多。
而这是一个大问题。“直接循环极有可能导致废气中含有大量放射性物质,”赫克拉说。空气在穿过引擎时自身就被辐照了,而来自核燃料的裂变衰变产物也会扩散到那些秸秆状的空腔中,然后从尾部喷出。
赫克拉表示,他的计算显示,一个直接循环系统会产生大量的氩、氪和碳的放射性同位素。他承认,如果在数小时的飞行中反应堆堆芯开始腐蚀,还可能释放出更多的放射性物质。
“经过加热、压缩的大气对引擎部件的侵蚀性极强,”赫克拉指出。没有理由认为这种新型核反应堆会有什么不同。
🔹一个糟糕透顶的主意
如果赫克拉的判断正确,那么“海燕”就是有史以来第一架使用核动力建造并飞行的飞机。这也是极其棘手的问题,专门研究火箭和导弹的明德学院学者杰弗里·刘易斯说。刘易斯未参与麻省理工的这项研究。
“这东西简直就是一场环境噩梦,”刘易斯说。此外,该反应堆对可能需要处理它的军方人员构成巨大风险。“仅如何安全装载一枚这种导弹的问题,我认为就真的极具挑战性,”他说。
2019年,俄罗斯海岸外发生一起事故,导致数名俄罗斯核工作人员丧生。不久后,附近检测到放射性水平飙升。如今外界普遍认为,这起事故是俄方团队试图打捞一枚“海燕”原型反应堆时造成的。赫克拉说,可能是在将反应堆从海底拖拽时,它重新启动了,从而引发了爆炸。
考虑到与“海燕”相关的所有现实及潜在问题,赫克拉质疑俄罗斯为何要研发它。他指出,尽管其航程可能远长于传统巡航导弹,但这并不意味着它特别难以拦截。
“这绝非什么改变游戏规则的想法,毫无想象力,”他说。“我们今天就能常规击落巡航导弹,没有理由认为击落它会困难得多。”
此外,俄罗斯曾表示,“海燕”将只携载核弹头作为战斗部。刘易斯指出,常规弹头可能更重,而且反应堆仍会在导弹打击的相当大范围内散布致命辐射。鉴于此,“我想象不出俄罗斯人会浪费一枚这种导弹,就为投送几百磅炸药,”他说。
综合来看,这种武器似乎“有点没用,”刘易斯说。
赫克拉推测,“海燕”的发展得以推进,可能出于两个原因之一。第一,他说,有可能俄罗斯核工业内部有人对普京总统的决策产生了影响,说服他为该计划投资。第二,他猜想,“海燕”上的反应堆或许只是开发核动力侦察无人机或天基核系统的踏脚石,这些系统对其他任务可能有用。
刘易斯也赞同,这种核动力导弹作为武器可能没什么大用。但赫克拉的论文至少表明,俄罗斯人将其研发出来在技术上是可行的。“这可能是个坏主意,几乎可以肯定是个糟糕透顶的主意,”他说。“但这并非一个不可能实现的念头。”


