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中国离子发动机向光子发动机挺进,星际跳跃成为可能

 

未来人类的宇宙飞船想象图

中国新型宇宙发动机,参与应用

从爱因斯坦的相对论来看,我们目前化石燃料的能量,不足以支撑人类走得太远,哪怕要走出太阳系都非常费劲。

人类已经探测到的比邻星B它是一个类地行星,并且多次有信号发出,有可能存在智慧生物,虽然,它距离不远(从整个银河系来看)才4.24光年,但是,以目前人类的技术是不可能飞过去的;也就说,如果依靠火箭这类的动力系统,人类没有人可以登陆比邻星!那么,有没有其他办法,可以尽快实现星际飞行,当然有的!

新式量子发动机

量子航发给力,人类远航的新希望

从目当前全球航发技术能力来看,帮助人类实现星际航行的动力系统,可能只有等离子发动机或光子发动机,它通过持续加力的方式,以星际穿梭的形式,来助力人类完成星际旅行。

等离子发动机

当下,能研发成功并且具有实用能力的“星际航发”国家,也只有早期的美国,后来中国,俄罗斯和英国等国家,在这里实力强的仍旧是中国和美国两队。不过,美国因为等离子航发项目终端,导致目前已经终止了4期型号的研发,他们没有办法实现长时间,大功率的转化,所以,它换了一个方向,我们中国仍旧在坚持大推力等离子航发的深入研究。

等离子发动机示意图

3年前,我们研制成功的等离子航发,已经在我们的空间站进行了应用,我们的航天器挂载了四个离子推进器,虽然早期推力只有120毫秒,推力也不如燃料发动机大,但是,它仍旧成功帮助我国的航天器实现了空中转向和定位飞行——中国等离子航发的应用,这也是全人类在大型空间站和大型航天器上,首次使用这种划时代的推进技术。

等离子发动机样机

美国创新持续,中国迎头赶上

目前,美国海军空间实验室也正在研制一种可重复使用的新型离子推进器,美国希望它来代替传统的火箭助推方式,该离子推进器只需一次点火就能连续工作超过10年,美国五角大楼认为,离子推进器是人类发展航天器动力最佳选择;在核动力飞船没有成为现实之前,离子推进器,可能会将长期成为我们远航的工具。

等离子发生器

美国在创新,我们中国也在进步,中国武汉大学技术科学研究所,通过研究发明了新式的等离子发动机,不需要像美国那样采用氙气作为推力,我们研发的这种新型等离子体发动机的工作原理与内燃机类似,等离子体是由源气体产生的,随着源气体被迅速加热,膨胀产生推力,它效能更高,原理更简单。

飞船的星际飞行

我们研发的新发动机,电离空气被用来产生低温等离子体,通过空气压缩机送入管子。当空气沿管道向上传播时,它会受到微波的轰击,微波会猛烈地震动离子,导致它们撞击其他非电离原子,我们航发内部大大提高了等离子体的温度和压力,从而产生了大量的推力。据报道称,我们的新航发已经在测试,将来它会应用到包括宇宙飞船,星际卫星上去。

等离子飞行器

离子发动机利弊结合,万年常青

我们研发的等离子发动机,目前分为两类,一类气体等离子推进动力,另外一类它是磁场产生的光子动力,他们共同特点就是不需要化学原料,可长时间持续推进,能效比相当高;离子推进器比化学推进器除了有更高的比冲,它推力转化利用效率也高达90%,而传统的化学燃料的效率仅35%左右。

等离子发动机推进试验

当前,我们全球各国研发的各类离子推进器都存在着一些缺点,诸如瞬间推力远不如比火箭大,反应速度慢,提供推力较小。

即便如此,在远航的星际飞行中,外太空的真空和无重力状态反而成为了等离子航发最佳赛道。也就说,我们只要给航天器持续的、哪怕是微小的加速度,经过各行星引力的不断加速和自身的不断速度增持,时间足够长的话,该航天器仍旧可以相当恐怖的速度。

虫洞效应

中国量子时代,星际航行成现实

除了等离子发动机,我们光子发动机有可能在新的磁场研究中实现新的突破。据科研专家称,光子发动机的存在,是希望通过星际磁场或虫洞效应,来最终实现星际跳跃的目的——因为目前一年光年这个最短的距离单位,我们人类都无能为力。

吸收恒星能力的光子飞船

采用光子航发的光子飞船,它另外一个优势就是可以吸收来自宇宙间恒星的能量进行加速,并最终实现星际跃迁——当然,从相对论看,只有等它的速度无限接近光速时,才可能出现虫洞效应,才能完成所谓的星际跳跃。

中国量子计算机

随着我国的量子计算机的研制成功,我们下一步将在等离子发动机的基础上,研发包括核聚变发动机、超量子发动机等真正意义上的星际航行装备。

中国量子飞船想象图

我国作为量子技术研究的前沿国家,我们完全相信,不久的将来,我们的星际飞船,完全有可能带领我们的问候去拜访类地行星邻居B——也许,这里真的有外星生命在等我们。

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