時(shí)至今日,人類(lèi)對(duì)太空的探索能力仍然嚴(yán)重受限于火箭的發(fā)射能力。如果我們想要探索更遙遠(yuǎn)的宇宙,就需要更加強(qiáng)大的火箭。 不過(guò),傳統(tǒng)火箭的發(fā)展,基本上已經(jīng)走到了盡頭。除非研制新型的動(dòng)力模式,否則人類(lèi)的航天技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)蛻變。 科學(xué)家已經(jīng)設(shè)想過(guò)許多未來(lái)的航天器了,其中不乏像曲率驅(qū)動(dòng)引擎這種仍然停留在理論和科幻領(lǐng)域的概念,不過(guò)也有一些是人類(lèi)目前的科技所能企及的,有一些甚至已經(jīng)開(kāi)始了研發(fā)。最近,英國(guó)一家名叫Pulsar Fusion就在研究一種新型的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)——核聚變火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。 一聽(tīng)到“核”這個(gè)詞,你就知道這種發(fā)動(dòng)機(jī)的威力有多么巨大了。科學(xué)家指出,僅僅1克核聚變?nèi)剂贤ㄟ^(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的能量,就和8噸石油燃燒差不多!如果我們能夠利用核聚變的能量推動(dòng)火箭,將會(huì)大大提高火箭的速度。 除了能量巨大之外,核聚變所需的燃料也比現(xiàn)在的火箭推進(jìn)劑少得多,這樣就可以大幅減少火箭的質(zhì)量。要知道,目前人類(lèi)的火箭發(fā)射時(shí),絕大部分重量都是燃料。每增加一點(diǎn)燃料,就需要再額外提供燃料將它們推動(dòng)升空,形成滾雪球效應(yīng)。因此,如果能夠開(kāi)發(fā)出核動(dòng)力火箭,火箭本身重量的減少也非常有利于提高速度。 如果核聚變推進(jìn)技術(shù)能夠應(yīng)用于航天領(lǐng)域,那么人類(lèi)的星際航行時(shí)間將大幅縮減。目前來(lái)說(shuō),我們的航天器去一次火星需要在路上花費(fèi)7個(gè)月的時(shí)間,而核動(dòng)力火箭可以將這個(gè)時(shí)間削減一半;如果利用核動(dòng)力火箭將航天器送到土星附近,那么航行時(shí)間將從現(xiàn)在的8年縮短到2年! 這么好的火箭,卻沒(méi)有任何國(guó)家使用,原因只有一個(gè),那就是難度過(guò)大,難以實(shí)現(xiàn)。目前,包括我國(guó)、美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家,集合全國(guó)科研人員之力,尚且無(wú)法實(shí)現(xiàn)可控核聚變,可見(jiàn)其難度之大。 要知道,核聚變反應(yīng)其實(shí)就是太陽(yáng)核心處使其發(fā)光發(fā)熱的根源。但由于可控核聚變發(fā)生在更小的尺度下,反應(yīng)條件也就更加苛刻。人類(lèi)至少要在十分狹窄的空間內(nèi)產(chǎn)生幾億攝氏度的高溫,還需要將超高溫等離子體封鎖在強(qiáng)大的電磁場(chǎng)內(nèi),才能讓核聚變發(fā)生。 Pulsar Fusion公司首席財(cái)務(wù)官James Lambert介紹:由于等離子的行為像天氣系統(tǒng)一樣復(fù)雜且微妙,用傳統(tǒng)技術(shù)是很難預(yù)測(cè),這就給人們將其鎖定在電磁場(chǎng)中增加了難度。 為了解決這個(gè)難題,該公司借助了目前熱門(mén)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。他們與美國(guó)普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)公司合作,利用超級(jí)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力來(lái)預(yù)測(cè)等離子體可能的行為方式,從而指導(dǎo)開(kāi)發(fā)人員更精確地控制它們。 根據(jù)該公司的設(shè)想,他們開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度約為八米,最早在2027年有望開(kāi)始點(diǎn)火。而且他們不需要將核聚變的能量轉(zhuǎn)化為電能,這樣效率太低。他們開(kāi)發(fā)的叫直接聚變驅(qū)動(dòng)(DFD),可以直接利用等離子體產(chǎn)生推力。 一旦這種發(fā)動(dòng)機(jī)投入使用,火箭將會(huì)獲得500000英里(約合804672公里)的驚人時(shí)速。屆時(shí),全人類(lèi)的航天技術(shù)將迎來(lái)史無(wú)前例的巨大變革。 |
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