如果你乘坐當今最快的飛船——NASA新視野號,需要大約162天才能抵達火星,但根據一位美國科學家提出的最新理論,未來可以將太空旅行速度提升10倍。
幾年前,當埃布拉希米在普林斯頓大學工作時,她意識到託卡馬克裝置中的等離子體速度約為每秒20公里,而且這個系統能在火箭上工作。計算機模擬顯示,這種方式可以產生每秒數百公里的推進速度,比其他火箭快10倍。
託卡馬克是一種磁約束裝置,也是核聚變反應堆的主要候選裝置,如下圖所示:
核聚變是驅動太陽和恆星的動力,它將輕元素以等離子體的形式組合起來,進而產生大量的能量。等離子體是物質的高能狀態,佔可見宇宙的99% 。
這位物理學家說:“太空旅行以前可能需要數月甚至數年,因為化學火箭發動機的比衝非常低,但如果我們使用磁重聯推進器,那麼我們可以在更短的時間內完成長途飛行。”
磁重聯是一種發生於高導電等離子體中的物理過程,期間磁能被轉換為動能、熱能與加速粒子。
目前,火箭推進器主要採用兩種形式——離子推進器和化學燃料。前者的代表是馬斯克的衛星網際網路Starlink,雖然離子推進器的效率高達90%,但其推力很低,與電風扇差不多,無法獨立讓太空飛船脫離地表。
相比之下,很多火箭都使用化學燃料,比如SpaceX獵鷹1號火箭使用液態氧和煤油,化學火箭的缺點就是效率偏低,最高通常只有35%。
可以說,埃布拉希米提出的磁重聯推進器概念,比離子推進器和化學燃料都更有前景,只不過實際效果還要看原型機的表現。
最新評論