这种火箭只靠充电,39天就能从地球飞到火星!

  等离子体火箭可以辅助我们探索更遥远的太空。|NASA

  作者|李嘉良 中科院高能物理研究所

  好奇是人类天性。地球容不下的不止马斯克,另有列位航天发烧友。

  他们中的一些成了火箭科学家、工程师,心心唸唸,致力于制造出一枚枚高推力火箭,将人类的足迹扩展到外空间。

  据测算,一枚3408吨推力的“土星五号”运载火箭,可以将45吨的载人宇宙飞船送上月球(美国,20世纪中叶);一枚2940吨推力的“能源号”重型火箭,可以将27吨载荷送到火星和金星(俄罗斯,1987年);一枚4000吨推力的“长征九号”重型火箭,则可以将37吨载荷轻松送至火星(中国,正在研制中)。

  目宿天下各国使用的这些运载火箭都是化学火箭,靠燃烧液态或固态燃料释放伟大能量,倾轧高温高速气体,让火箭获得伟大推力。而要奔赴更远的深空,就需要更多燃料。

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  但火箭储存燃料的空间事实有限,燃料过重影响发射怎么办?长时间太空旅行历程中,燃料供应不足又该若何解决?

  一位来自NASA的华裔航天员张福林,提出了一种新型火箭——等离子体火箭。这种火箭靠电能推动,以气态的等离子体为“燃料”。坐上等离子体火箭,从地球到火星只需要39天。

  正在设计的“长征九号”火箭(最右)腾飞质量跨越4000吨,运力和美国“土星五号”火箭大致相当,跨越正在研制的美国下一代运载火箭(SLS),完全可以知足未来载人月球探测、火星取样返回、太阳系行星探测等义务。|Spacenews

  飞出地球,以气体为“燃料”

  在科幻小说中,航行器似乎能为星际旅行提供全程动力。可现实中使用的化学火箭需要消耗煤油、酒精等化学燃料,它们胃口很大,效率却并不高,大部门燃料都被用来脱节地球引力,基本无法实现为所欲为的星际旅行。

  等离子体火箭(VASIMR)则接纳了一种完全差其余思绪——行使等离子体加速器作为推动力。

  这里先先容一个作甚等离子体。当物质被加热到足够高温时,其中的原子会电离为带正电的原子核和带负电的电子,形成一团离子状的“浆糊”,也就是等离子体。

  等离子体在自然界中普遍存在,炽热的火焰、绚烂精明的闪电,以及壮丽的极光,都是等离子体作用的效果。在整个宇宙中,险些99.9%以上的物质(如恒星、行星际空间物质)都以等离子态存在。因此,它也被称为在气态、液态、固态之外的“物质的第四态”。

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