第72章 龙核一型行星发动机(1/1)

首发：~第72章 龙核一型行星发动机

目前为止，人类的太空发动机还是推力很小的霍尔发动机。

即使以龙核强大的动力源，也仅仅能让吨的鸾鸟母舰在太空中跑出80公里\/秒的速度，以这个速度进行宇宙星际航行简直就是笑话。

而在人类科学家眼里，下一代宇航发动机无疑得是等离子发动机。

人类对于等离子发动机技术的设想，起源于20世纪初期对于星际航行动力的思考。

美国“火箭之父”罗伯特·戈达德在1907年便提出过以微小的加速离子束为星际航行提供推力的设想，后来随着技术的进步与研究的深入，离子推进系统逐渐被业内公认为远程太空旅行的最佳推进方法，其技术也逐渐升级，并开始在航天器上得到应用。

在美苏航天争霸时代，离子推进器就已经是双方竞争的热点之一。

在美国首先研制成功实用型离子推进器后不久，苏联就把脉冲式等离子发动机装在了金星探测器上，充分验证了其可行性。

近年来，等离子发动机在航天器上的使用范围已从早期的姿态保持扩展到了轨道机动甚至主动力上。

美国在2007年发射的黎明号小行星探测器就使用了等离子发动机作为主推进器，因而获得了远比化学火箭发动机强劲得多的加速性能，并成功完成了对灶神星和谷神星的探测任务。

据不完全统计，至今已有数百颗人造卫星和探测器上使用了等离子推进器，而且该推进器在商业卫星上使用越来越普遍。

那么等离子发动机的能量来源于何方？

以前，空间用等离子发动机的电力都来源于太阳能，这极大地限制了等离子发动的功耗要求。

曾7次进入太空的华裔科学家张福林致力于此方面的研究，他带领团队研制的可变比冲磁等离子火箭（vasimr）同时具有化学火箭发动机和离子发动机的能力。传统化学火箭发动机拥有高推力、低比冲，离子发动机则是低推力、高比冲。

而vasimr，它能在高推力、低比冲和低推力、高比冲之间的自由转换，在这两者之间调整参数，所以被称作\"可变比冲\"。

2 0 0 8年，张福林团队制造出了vx-200等离子引擎测试台，它利用氩气作为推进剂的第一阶段达到了全功率30千瓦。

vx-200全方位超越了传统的等离子发动机：比冲在3000~秒之间随意转换，也就是喷射等离子的速度在30~300千米\/秒，能量转换效率高达67。

vx-200分为三部分:

在前部单元里，首先是把喷出的气体电离生成等离子体，类似于在蒸汽机里烧开水，这是以一种螺旋波射频天线(helicon rf antennas)来实现;

中部单元充当放大器，它用电磁波的能量进一步把等离子体加热到几百万度;

而尾部单元的磁性喷嘴可将等离子体的能量转化为喷气口的速度，从而产生反向的推力。

由于以核聚变反应堆为能量源，所以该型发动机可视为行星发动机的现实版。

理论上，如果该型发动机如果研制成功，那么登陆火星的时间将会从250天缩短为39天。

人联成立以后，张福林团队加入了人联科学院的行星发动机项目，使用“龙核”作为动力源，制造出了龙核一型等离子发动机，并把这台发动机装在了一艘鸾鸟空天母舰上进行测试。

经过测试，这台发动机可以在太空中为鸾鸟提供牛的推力，比冲达到+。

如果使用四联装发动机，那么这艘满载吨的空天母舰可以在太空中跑出十分之一的光速。

即使只有十分之一的光速，对人类而言，这也是质的飞跃了，至少这让人类前往附近的恒星系成为了可能。

而且更重要的是龙核一型行星发动机由于是一种可变比冲磁等离子发动机，所以它的推力和比冲可以灵活调节，这为人类在太空旅行中的加速和减速，以及起飞和降落提供了良好的条件。

可以说是目前人类最理想的发动机了。

不过即使拥有了龙核一型行星发动机，远征比邻星也只是一个梦想。

因为旅途中的能源和物资补给是个极大的问题。

以地球和月球上储存的重氢聚变材料根本不足以支撑人类进行如此远距离的航行。

所以太空采矿技术就成为了人类必须攻克的难题。

好在在这一方面人类不是没有基础，使用纳米机器人进行采矿的工蜂级采矿船和蜂巢级工程船已经制造完毕，目前正在前往小行星带进行采矿测试。

不过想要获得足够的聚变能源，在太阳系以内除了向母恒星太阳要就只有找木星想办法了。

首先以人类目前的科学技术想要从太阳上采集重氢元素根本不可能，那就只有一个办法从木星上采集了。

木星是一个巨大的液态氢星体。随着深度的增加，在千米处液态氢在高压和高温形成。

据推测，木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区，物质组成与密度呈连续过渡。

木星是四个气体行星(又称类木行星)中的一个:即不以固体物质为主要组成的行星，它是太阳系中体积最大的行星，赤道直径为千米。

木星的密度为1326 g\/cm3，在气体行星中排行第二，但远低于太阳系中四个类地行星。

木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88-92的氢和约8-12的氦所组成。

由于氦原子的质量是氢原子的四倍，探讨木星的质量组成时比例会有所改变:大气层中氢和氦分别占了总质量的75及24，余的1为其他元素，包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。

另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。

大气最外层有冷冻的氨的晶体。

木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量苯和烃的存在。

木星作为太阳系内除了太阳之外储存氢元素最多的星球，自然不缺重氢聚变燃料，现在人类面临的问题是如何开采这些重氢聚变材料。