|
在小說《流浪地球》中，當(dāng)人類面臨提前衰老的太陽吞沒地球的威脅時(shí)，“地球派”在全世界建起了諸多地球發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)形成了諸多直插天際的等離子體巨柱，發(fā)出如日光燈管一樣的藍(lán)白色的顏色。這些發(fā)動(dòng)機(jī)的工作使地球停止轉(zhuǎn)動(dòng)并離開之前的公轉(zhuǎn)軌道，踏上流浪之路。
雖然人們目前還不具備制造出足以停止地球轉(zhuǎn)動(dòng)的這類發(fā)動(dòng)機(jī)的本領(lǐng)，但基于同樣原理的發(fā)動(dòng)機(jī)，早已經(jīng)在各類衛(wèi)星上得到了廣泛應(yīng)用，還被認(rèn)為是未來最有希望擔(dān)起人類邁向深空重任的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)就是本文要介紹的主角——離子電推發(fā)動(dòng)機(jī)
如果增加發(fā)射藥的用量，使得彈丸的出膛速度增加，炮身所在的小車將會(huì)向后倒退的更快。
目前廣泛使用的化學(xué)能發(fā)動(dòng)機(jī)，都是通過將推進(jìn)劑中的燃料和氧化劑混合燃燒后再向外噴出的方式，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在這種原理下，推進(jìn)劑的噴出速度到達(dá)3.5公里/秒后就很難再提高了。這就是使用這類發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭和飛行器攜帶燃料的量難以降低的原因。
羅伯特·戈達(dá)德加收無愧航天先驅(qū)的稱號(hào)，因?yàn)樗诉M(jìn)行了人類史上第一次液體火箭飛行試驗(yàn)外（雖然只飛了56米），還在20世紀(jì)初就前瞻性的首次提出了利用電磁場加速離子來推進(jìn)飛行器的設(shè)想。
1998年發(fā)射升空的美國“深空一號(hào)”（Deep Space-1）試驗(yàn)性探測器使用了基于靜電力的離子電推發(fā)動(dòng)機(jī)，將戈達(dá)德教授的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用氙作為推進(jìn)劑。當(dāng)氙進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)室后，其中的氙原子核和電子首先在電場的作用下分離，使氙原子核變成游離的氙離子。
雖然深空一號(hào)僅花費(fèi)了74公斤推進(jìn)劑，就實(shí)現(xiàn)了人類飛行器史上不依靠借力飛行等其他手段而實(shí)現(xiàn)的最高速度增量，成功到達(dá)了布萊頁小行星和寶瑞利彗星，但其瞬間輸出的推力很小，僅僅相當(dāng)于一頁紙的重量。但一旦進(jìn)入太空這種近似真空的環(huán)境中，離子發(fā)動(dòng)機(jī)就可以利用持續(xù)工作的累積效應(yīng)來完成變軌等任務(wù)。
霍爾效應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)最早起源于蘇聯(lián)。上世紀(jì)七十年代，蘇聯(lián)的流星1-10、流星1-18等衛(wèi)星就已經(jīng)開始應(yīng)用霍爾效應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行輔助軌道位置。而美國、歐洲等西方國家對霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造則是進(jìn)入21世紀(jì)之后的事。
地球的流浪，目的地已經(jīng)設(shè)置到了其他恒星，是深的不能再深的深空飛行，等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然是更高效的選擇了。 |
- 關(guān)注天氣:
