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虽然“核动力发动机”的概念在20世纪的科幻小说中都已经是陈词滥调了，但直至人类爆炸第一个核装置之前，美国人关于将核能应用于航天推进系统的正式研究却才刚刚开始（美国在1930年之前没有什么科学家愿意从事火箭的研究，他们把火箭跟星际旅行连在一起，看成是科幻式的旁门左道）。1944年1月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家斯坦尼斯·乌拉姆（波兰裔美籍数学家，曼哈顿工程的参与者，应用数学领域Monte Carlo方法的创始人）与弗雷德里克·J.霍夫曼开始对利用核能进行宇宙航行的可行性问题进行探讨（洛斯阿拉莫斯国家实验室是属于美国能源部的国家实验室，由加利福尼亚大学运作，位于新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯。它是美国设计核武器的两个机构之一，另一个是劳伦斯利弗莫尔国家实验室）。2年之后，作为曼哈顿工程的一项附属产物，斯坦尼斯·乌拉姆与弗雷德里克·J.霍夫曼的讨论终于有了初步结果。1946年6月，作为日后一系列相关研究的真正开端，在二战中迅速成长起来的北美与道格拉斯公司，基于斯坦尼斯·乌拉姆与弗雷德里克·J.霍夫曼的研究成果，分别向美国空军提交了一份关于核能宇航推进系统的秘密报告。尽管在内容细节上不尽相同，但两份报告的结论却是殊途同归，一致认为——“基于热能转换原理的核推进系统，将是可行性最高的方案”。1947年2月，约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的研究者们在一篇合著论文中重申了这一观点。而到了1948-1949年间，就依靠核反应堆热能进行宇宙航行的问题，英国星际学会出版了一系列影响力深远的著作。不过在英国人之前，时任美国陆军喷气推进实验室（JPL）主任的著名火箭专家钱学森教授（后来中国两弹一星计划的主要负责人），却已经提出了关于热能核动力火箭的一个详细方案，英国人的风头被抢去了大半……一时间，此起彼伏的种种方案设想令人眼花缭乱。但不管怎么样，这些本属于学术界内部的波澜，却使关于核动力火箭的话题在20世纪40年代末又成了人们热议的焦点（显然只有较“温合”的热能式核动力火箭才能被公众接受）。
美国第一代洲际弹道导弹的代表作之一——采用液体燃料化学能推进系统的大力神I洲际导弹
从理论上讲，核能推进系统可以应用于计划中的洲际导弹系统，将核弹头送往地球上的任何一个角落。也正因为如此，美国空军的兴趣异乎寻常地高涨起来。不过，不管这些报告充满了怎样一种热情洋溢的乐观精神，热能式核推进系统的应用前景又是如何令人心潮澎湃，如果要将其由纸面的美妙设想变为活生生的现实，一个技术难题层层相扣的庞大系统工程却是必然要面对的。曼哈顿工程与之相比也不过是小巫见大巫罢了。不久，来自美国空军内部的一份报告给这股日渐高涨的核火箭热潮降了温。这份措辞严谨的报告指出，如果要将核反应堆作为工质型推进系统的一部分应用于洲际导弹，那么这个核反应堆需要持续而稳定地运行在3200℃左右的高温上，但在现有的技术条件下，却很难找到合适的耐高温材料去制造这种核推进系统（或者说这种导弹的造价将昂贵得无法接受）。作为官方的结论性论断，美国空军的这份报告分量不言而喻，再加上其他一些瓶颈性技术问题的客观存在，因此到了50年代初期，公众对核动力火箭的兴趣已经迅速消退，并将注意力转移到了更为可行的核动力飞机上。然而，与民间态度的忽起忽落形成鲜明对照的是，尽管远比公众更为清楚其中的艰辛（无论是在理论的完善程度上，还是在工程的技术实现上，要真正建造出实用的核动力空间推进系统，究竟有哪些棘手问题正在等待着突破），一些信念坚定的技术崇拜者还是义无反顾地踏上了征程。