Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: 打造星际飞船新引擎
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年06月01日17:38:21 星期天), 站内信件

　　美国航空航天署近期的一个计划将使人类登上火星成为可能。他们正在研制的
一种称作可变比冲量磁致等离子火箭，将可以使火箭的速度提高两倍以上。在科
幻 小说中，火箭能为旅行的全程提供动力。而实际生活中的火箭的航行情况完全
不同： 现在的化学火箭在提供短期动力方面十分有效，如只需八分半钟的宇宙飞
船发射， 但推进器被很快地丢掉了，飞船仅仅靠惯性驶向目的地。可对于星际飞
行来说，这 种引擎就有点力不从心了。现在这种新型的VASIMR火箭将使科学幻想
变为现实。 

　　“比冲量”是动力学家衡量火箭引擎效率的一种标准量，比冲量越高，火箭的
 动力越大，速度越快，典型的固体火箭发动机的比冲量可以达到290秒，液体火箭
主 发动机的比冲量则可以达到300至453秒，而VASIMR火箭的比冲量可高达800至 
30000秒。其性能远远优越于最好的化学火箭。 

　　通常来说，火箭发射时的喷射气体温度越高，比冲量就越高。但是火箭发动机
 的喷射嘴所能承受的温度是有限的，VASIMR火箭的发动机能够产生上万度的高温， 
这足以产生一个等离子区：气体热到一定程度便会失去电子进入“第四物质状
态” （前三种分别是固体、气体和液体）。等离子对普通喷嘴来说温度太高，
VASIMR火 箭将使用超导磁体来调整等离子流的方向。可变的推进力是VASIMR火箭
优于其它高 比冲量火箭的独特之处。 

　　美国航空航天署始终对VASIMR的动力源守口如瓶，因为这会触及到一个极其敏
 感的政治问题———动力极有可能来源于核反应堆！核裂变只要设计正确，操作
维 护认真，是可以安全运行的。但太空的工作环境和地球有很大的不同，所以发
射到 太空中的任何核反应堆都会受到严格仔细的审查，以确保万无一失。研究项
目小组 的负责人对使用核技术并不回避，他说，“核反应堆在离开地球时处于惰
性状态， 并且我们拆开后才向太空运送。因此任何单独一部分都不会对地球造成
威胁，并且 惰性状态下的铀没有什么危险。我们将在核安全轨道对其进行组装，
这一轨道离地 球至少有一千公里，也只是在那个位置我们才发射离子火箭。即使
在组装时不幸发 生了爆炸，核废料也需要经过数千年才可能重返大气层，这段时
间足以使它们失去 放射性。” 

　　在太空中，宇航员需要注意的是辐射问题，有趣的是，VASIMR火箭中的宇航员
 比普通化学火箭中的宇航员所受到的辐射还要少，因为首先他的航行时间短，其
次 其引擎磁场能够使一部分射线偏转。 

　　VASIMR火箭的太阳能版预计将于2004年试飞，如果需求旺盛，资金充足，将于
2018年向火星发射载人飞船。飞船飞行101天后到达火星，停留90天进行科学考察， 
然后再花104天返回地面。 

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